CN112130345B - 一种用于智能眼镜变焦的减速模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于智能眼镜变焦的减速模组，包括微型直流电机、联轴器、驱动组件以及传感器组件；所述驱动组件与微型直流电机通过联轴器连接，通过微型直流电机实现驱动组件的运动；所述驱动组件上安装有两组前后设置的镜片，通过微型直流电机带动前后两组镜片相对移动，改变前后两组镜片的重叠度，从而实现眼镜的变焦；所述联轴器包括一组以上环形均匀设置的扇形叶片；所述传感器组件包括一组光耦传感器，分别对应每组扇形叶片设置，扇形叶片经过光耦传感器触发信号，从而能够得到联轴器转动角度，进而计算得到驱动组件带动前后两组镜片相对移动的距离。
Description
技术领域
本发明属于眼镜调焦领域，具体涉及一种用于智能眼镜变焦的减速模组。
背景技术
智能变焦眼镜市场在国内并未打开，智能变焦眼镜的技术还很不成熟，无论从产品的功能还是结构设计都急需开发，尤其是智能变焦眼镜的质量很重，往往可达80-100克，产品尺寸极大，导致用户长时间佩戴舒适度极差。
现有智能变焦眼镜概念机的变焦范围不精准，变焦度数误差较大，是由于通常使用的是微型直流电机，但直流电机难以精准运动会导致变焦度数不精准，影响用户实际使用效果。目前，调焦用的减速运行机构设计不紧凑，结构过于复杂，难以满足智能变焦眼镜的质量轻盈，尺寸小巧的需求。主要额缺陷包括：(1)传动轴同轴度的误差，造成变焦度数不精准；(2)没有检测转轴转动的设备或检测方式不够合理，存在误判的问题，造成变焦度数不精准；装配的直流电机往往设计的减速机构和实际使用的速度不匹配，导致实际速度和产品功能实现的速度出现较大的偏差；(3)减速运行模组在实现前后镜片反向等速精准运动的设计结构过于复杂，在调节变焦度数时，难以精准定位初始位置，和运行范围；(4)光学镜片组装工艺复杂，需要较大的人工成本。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种变焦范围大，变焦精准的智能眼镜变焦用的减速模组，实现智能眼镜度数的精准变换。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种用于智能眼镜变焦的减速模组，包括微型直流电机、联轴器、驱动组件以及传感器组件；
所述驱动组件与微型直流电机通过联轴器连接，通过微型直流电机实现驱动组件的运动；
所述驱动组件上安装有两组前后设置的镜片，通过微型直流电机带动前后两组镜片相对移动，改变前后两组镜片的重叠度，从而实现眼镜的变焦；
所述联轴器包括一组以上环形均匀设置的扇形叶片；
所述传感器组件包括一组光耦传感器，分别对应每组扇形叶片设置，扇形叶片经过光耦传感器触发信号，从而能够得到联轴器转动角度，进而计算得到驱动组件带动前后两组镜片相对移动的距离。
具体地，所述联轴器上设有一组环形均匀设置的扇形叶片，相邻两片扇形叶片之间间隔30～60度角，通过同一组扇形叶片经过光耦传感器触发信号次数，可以得出联轴器转动角度，进而计算得到驱动组件带动前后两组镜片相对移动的距离。
或者，所述联轴器上设有前后两组环形均匀设置的扇形叶片，分别为前叶片和后叶片，前后两组扇形叶片之间相互错开的角度为30～60度，利用前后两组间隔固定角度的扇形叶片，分别触发对应光耦传感器信号，可以得出联轴器转动角度，进而计算得到驱动组件带动前后两组镜片相对移动的距离。
具体地，所述驱动组件位于一减速箱体内，包括前丝杆、后丝杆、前导杆、后导杆、前滑台、后滑台；
所述前丝杆的两端分别通过前丝杆轴承轴接在减速箱体的两端；前丝杆靠近联轴器的一端上设有前丝杆啮合齿轮；
所述后丝杆的两端分别通过后丝杆轴承轴接在减速箱体的两端；后丝杆靠近联轴器的一端上设有后丝杆啮合齿轮；
所述前丝杆啮合齿轮和后丝杆啮合齿轮之间通过啮合方式连接，所述联轴器与前丝杆或后丝杆连接，通过微型直流电机带动前丝杆和后丝杆相对转动；
所述前滑台和后滑台分别安装在前丝杆和后丝杆上，通过螺纹传动方式，驱动前滑台和后滑台相向移动；前滑台和后滑台分别有用于安装前后两组镜片；
所述前导杆和后导杆分别平行于前丝杆和后丝杆，并分别贯穿于前滑台和后滑台内，两端分别固定在减速箱体内侧。
具体地，所述减速箱体包括减速箱上盖和减速箱下盖，通过减速箱上盖和减速箱下盖盖合构成；所述微型直流电机、联轴器、驱动组件和传感器组件均设置在减速箱体内。
进一步地，所述减速箱下盖的为上下镂空结构，前滑台和后滑台的底部从减速箱下盖的底部露出，并与减速箱体下方的前后两组镜片分别通过可拆卸的方式连接。
优选地，所述前滑台和后滑台的底部分别设有一用于安装磁块的滑台凹槽，滑台凹槽的两端分别设有卡块；前后两组镜片的顶部对应滑台凹槽处设有安装磁块或金属块的镜片凹槽，镜片凹槽的两端分别对应卡块设有卡槽；前后两组镜片分别通过磁吸方式可拆卸地对应安装在前滑台和后滑台上。
更进一步地，所述前滑台或后滑台的外侧，设有一凸台，其在丝杆的传动下，随滑台沿丝杆方向移动；所述减速箱体内侧对应丝杆方向的两端部分别安装有光耦传感器，当凸台滑过对应的光耦传感器时触发感应信号，从而直接获得滑台的位置信息。
优选地，联轴器的前叶片和后叶片均由两个相对设置的扇形叶片组成，且前叶片和后叶片之间相互错开的角度为45°，通过前后两组扇形叶片触对应的光耦传感器信号，可以精确检测到联轴器每转动八分之一圆的位置，通过信号触发次数，进而计算出前后两组镜片相对移动的距离。
有益效果：
1、本发明用于智能眼镜变焦的减速模组通过联轴器实现电机与丝杆的精确传动，避免电机与丝杆直接连接导致轴心偏差，发生前后两根丝杆卡死的事故。此外，利用联轴器上的叶片触发光耦传感器信号，从而精确控制联轴器的转动角度，进而准确控制前后两组镜片相对移动的距离，解决传动轴同轴度的误差；通过丝杆和啮合齿轮可以高精度的实现前后镜片的低速等速反向位移的需求，结构设计精巧有利于缩减运行模组空间，适应于狭小空间的高精度位移，可以高精准的实现智能眼镜的度数变换。
2、本发明在滑台移动轨迹上设置光耦传感器，能够准确定位眼镜度数0的起始位置，方便智能眼镜定位初始度数和之后的调节度数，通过精准定位滑台的运行范围，从而精准定位智能眼镜的度数-20.00D到+10.00D的区间范围。
3、本发明采用磁吸方式实现镜片的快速拆装，在满足产品性能方面的镜片固定可靠的同时，改进了组装制程工艺，采用了把磁铁直接镶嵌在滑台凹槽内成型的制程工艺，避免了点胶影响外观，节省了人工和材料成本，方便用户随时随地的拆装镜片，极大的提高了产品的便携性。
4、本发明减速模组中微型直流电机具备功耗小，启动响应快的特点，组成的减速模组能够满足智能眼镜质量轻盈，尺寸小巧，具备变焦度数范围大，变焦度数精准的同时，由于直流电机功耗小的优势，可以长时间使用智能眼镜，极大的提高了用户的体验。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1装载有该减速模组的智能眼镜立体结构示意图。
图2是该减速模组的立体结构示意图。
图3是该减速模组的俯视结构示意图。
图4是该减速模组的部件***图。
图5是该减速模组的联轴器立体图。
图6是该减速模组的联轴器侧视图。
图7是该减速模组的驱动组件结构示意图。
图8是该减速模组的滑台结构示意图。
图9是该减速模组的滑台底部结构示意图。
图10是镜片的结构示意图。
其中，各附图标记分别代表：Ι减速膜组；1微型直流电机；2联轴器；21前叶片；22后叶片；3驱动组件；301前丝杆；302后丝杆；303前导杆；304后导杆；305前滑台；306后滑台；307前丝杆轴承；308前丝杆啮合齿轮；309后丝杆轴承；310后丝杆啮合齿轮；311滑台凹槽；312卡块；313凸台；31前滑台磁块；32后滑台磁块；4传感器组件；41第一光耦传感器；42第二光耦传感器；43第三光耦传感器；44第四光耦传感器；5减速箱体；51减速箱上盖；52减速箱下盖；61前镜片；62后镜片；63镜片凹槽；64卡槽。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。
本发明智能眼镜结构如图1所示，该眼镜的减速膜组Ι位于圆圈圈出的部分内。
如图2至图4所示，本发明提供的减速膜组包括微型直流电机1、联轴器2、驱动组件3、传感器组件4以及减速箱体5。
其中，驱动组件3与微型直流电机1通过联轴器2连接，通过微型直流电机1实现驱动组件3的运动；驱动组件3上安装有两组前后设置的镜片，通过微型直流电机1带动前后两组镜片相对移动，改变前后两组镜片的重叠度，从而实现眼镜的变焦。联轴器2包括两组环形均匀设置的扇形叶片；传感器组件4包括第一光耦传感器41和第二光耦传感器42，分别对应每组扇形叶片设置，扇形叶片经过光耦传感器触发信号，从而能够得到联轴器2转动角度，进而计算得到驱动组件3带动前后两组镜片相对移动的距离。
减速箱体5包括减速箱上盖51和减速箱下盖52，通过减速箱上盖51和减速箱下盖52盖合构成；所述微型直流电机1、联轴器2、驱动组件3和传感器组件4均设置在减速箱体5内。
如图5和图6所示，联轴器2上设有前后两组环形均匀设置的扇形叶片，分别为前叶片21和后叶片22，前叶片21和后叶片22均由两个相对设置的扇形叶片组成，且前叶片21和后叶片22之间相互错开的角度为45°，通过前后两组扇形叶片触对应的光耦传感器信号，可以精确检测到联轴器每转动八分之一圆的位置，通过信号触发次数，进而计算出前后两组镜片相对移动的距离。当然，前叶片21和后叶片22之间相互错开的角度不仅限定为45°，可以在30～60度之间选择，利用前后两组间隔固定角度的扇形叶片，分别触发对应光耦传感器信号，可以得出联轴器2转动角度，进而计算得到驱动组件3带动前后两组镜片相对移动的距离。
作为替代方案，联轴器2上可以仅设有一组环形均匀设置的扇形叶片，相邻两片扇形叶片之间间隔30～60度角，通过同一组扇形叶片经过光耦传感器触发信号次数，从而可以得出联轴器2转动角度(例如相邻两片扇形叶片之间间隔60度角，则每触发一次信号，表明联轴器2转动了60度)，进而计算得到驱动组件3带动前后两组镜片相对移动的距离。
如图7所示，驱动组件3位于减速箱体5内，包括前丝杆301、后丝杆302、前导杆303、后导杆304、前滑台305、后滑台306；前丝杆301的两端分别通过前丝杆轴承307轴接在减速箱体5的两端；前丝杆301靠近联轴器2的一端上设有前丝杆啮合齿轮308；后丝杆302的两端分别通过后丝杆轴承309轴接在减速箱体5的两端；后丝杆302靠近联轴器2的一端上设有后丝杆啮合齿轮310；前丝杆啮合齿轮308和后丝杆啮合齿轮310之间通过啮合方式连接，联轴器2与后丝杆302连接，通过微型直流电机1带动联轴器2和后丝杆302转动，利用后丝杆啮合齿轮310和前丝杆啮合齿轮308的啮合作用，带动前丝杆301相对转动。
前滑台305和后滑台306分别安装在前丝杆301和后丝杆302上，通过螺纹传动方式，驱动前滑台305和后滑台306相向移动；前滑台305和后滑台306分别有用于安装前镜片61和后镜片62；前导杆303和后导杆304分别平行于前丝杆301和后丝杆302，并分别贯穿于前滑台305和后滑台306内，两端分别固定在减速箱体5内侧。丝杆转动过程中，通过螺纹传动带动前丝杆301上的前滑台305，后丝杆302上的后滑台306，分别沿前导杆303和后导杆304向两个相反的方向移动。
减速箱下盖52的为上下镂空结构，前滑台305和后滑台306的底部从减速箱下盖52的底部露出，并与减速箱体5下方的前镜片61和后镜片62分别通过磁吸方式可拆卸的连接。
如图8至图10所示，前滑台305和后滑台306的底部分别设有用于安装前滑台磁块31和后滑台磁块32的滑台凹槽311，滑台凹槽311的两端分别设有卡块312；前镜片61和后镜片62的顶部对应滑台凹槽311处设有安装磁块的镜片凹槽63，镜片凹槽63的两端分别对应卡块312设有卡槽64；前镜片61和后镜片62分别通过磁吸方式可拆卸地对应安装在前滑台305和后滑台306上。
如图2和图8所示，后滑台306的外侧设有一凸台313，其在丝杆的传动下，随滑台沿丝杆方向移动；减速箱体5内侧对应丝杆方向的两端部分别安装有第三光耦传感器43和第四光耦传感器44，当凸台313滑过对应的光耦传感器时触发感应信号，从而获得滑台的位置信息，从而实现精准定位初始位置，快速进行原点定位。
本发明提供了一种用于智能眼镜变焦的减速模组的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (2)
1.一种用于智能眼镜变焦的减速模组，其特征在于，包括微型直流电机（1）、联轴器（2）、驱动组件（3）以及传感器组件（4）；
所述驱动组件（3）与微型直流电机（1）通过联轴器（2）连接，通过微型直流电机（1）实现驱动组件（3）的运动；
所述驱动组件（3）上安装有两组前后设置的镜片，通过微型直流电机（1）带动前后两组镜片相对移动，改变前后两组镜片的重叠度，从而实现眼镜的变焦；
所述联轴器（2）包括一组以上环形均匀设置的扇形叶片；
所述传感器组件（4）包括一组光耦传感器，分别对应每组扇形叶片设置，扇形叶片经过光耦传感器触发信号，从而能够得到联轴器（2）转动角度，进而计算得到驱动组件（3）带动前后两组镜片相对移动的距离；
所述驱动组件（3）位于一减速箱体（5）内，包括前丝杆（301）、后丝杆（302）、前导杆（303）、后导杆（304）、前滑台（305）、后滑台（306）；
所述前丝杆（301）的两端分别通过前丝杆轴承（307）轴接在减速箱体（5）的两端；前丝杆（301）靠近联轴器（2）的一端上设有前丝杆啮合齿轮（308）；
所述后丝杆（302）的两端分别通过后丝杆轴承（309）轴接在减速箱体（5）的两端；后丝杆（302）靠近联轴器（2）的一端上设有后丝杆啮合齿轮（310）；
所述前丝杆啮合齿轮（308）和后丝杆啮合齿轮（310）之间通过啮合方式连接，所述联轴器（2）与前丝杆（301）或后丝杆（302）连接，通过微型直流电机（1）带动前丝杆（301）和后丝杆（302）相对转动；
所述前滑台（305）和后滑台（306）分别安装在前丝杆（301）和后丝杆（302）上，通过螺纹传动方式，驱动前滑台（305）和后滑台（306）相向移动；前滑台（305）和后滑台（306）分别有用于安装前后两组镜片（61，62）；
所述前导杆（303）和后导杆（304）分别平行于前丝杆（301）和后丝杆（302），并分别贯穿于前滑台（305）和后滑台（306）内，两端分别固定在减速箱体（5）内侧；
所述减速箱体（5）包括减速箱上盖（51）和减速箱下盖（52），通过减速箱上盖（51）和减速箱下盖（52）盖合构成；所述微型直流电机（1）、联轴器（2）、驱动组件（3）和传感器组件（4）均设置在减速箱体（5）内；
所述减速箱下盖（52）的为上下镂空结构，前滑台（305）和后滑台（306）的底部从减速箱下盖（52）的底部露出，并与减速箱体（5）下方的前后两组镜片（61，62）分别通过可拆卸的方式连接；
所述前滑台（305）和后滑台（306）的底部分别设有一用于安装磁块的滑台凹槽（311），滑台凹槽（311）的两端分别设有卡块（312）；前后两组镜片（61，62）的顶部对应滑台凹槽（311）处设有安装磁块或金属块的镜片凹槽（63），镜片凹槽（63）的两端分别对应卡块（312）设有卡槽（64）；前后两组镜片（61，62）分别通过磁吸方式可拆卸地对应安装在前滑台（305）和后滑台（306）上；
所述联轴器（2）上设有前后两组环形均匀设置的扇形叶片，分别为前叶片（21）和后叶片（22），所述前叶片（21）和后叶片（22）均由两个相对设置的扇形叶片组成，且前叶片（21）和后叶片（22）之间相互错开的角度为45°。
2.根据权利要求1所述的用于智能眼镜变焦的减速模组，其特征在于，所述前滑台（305）或后滑台（306）的外侧，设有一凸台（313），其在丝杆的传动下，随滑台沿丝杆方向移动；所述减速箱体（5）内侧对应丝杆方向的两端部分别安装有光耦传感器，当凸台（313）滑过对应的光耦传感器时触发感应信号，从而获得滑台的位置信息。
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