一种液压调焦系统、投影设备的制作方法

本发明涉及镜筒调焦技术领域，特别涉及一种投影机液压调焦系统、投影设备。

背景技术：

投影机等产品的投射距离改变时，就要对光机部分的镜头进行前后移动重新聚焦，使投射的图像清晰。目前投影机电动光学对焦系统多采用电机加减速齿轮，再带动投影机镜筒做前后直线运动。该方式结构原理简单技术成熟，但由于采用多级齿轮减速，齿轮间回转间隙逐级累加，造成终端镜筒正反运动时存在较大的运动间隙，对自动对焦系统精度和速度都会产生不良影响。本发明提出一种液压调焦系统，通过液压传动来推动镜筒直线移动，避免了如传统技术中齿轮传动所产生的间隙累积，提高了对焦的精度。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种液压调焦系统，旨在解决现有技术中通过齿轮减速调节镜筒时运动回转间隙较大的技术问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种液压调焦系统，包括第一液压装置、第二液压装置、光学镜筒、固定筒、位于所述固定筒内的光学镜筒和驱动装置；所述第一液压装置与所述固定筒平行设置，所述第一液压装置的第一活塞杆与所述光学镜筒通过连接杆固定连接；所述第一液压装置与所述第二液压装置通过导液管连接，所述第一液压装置的第一液压缸直径大于所述第二液压装置的第二液压缸直径；所述驱动装置驱动所述第二活塞杆进行运动进而驱动所述第二液压缸中的液体与所述第一液压缸中的液体通过所述液体管相互流动。

进一步地，所述驱动装置包括步进电机、两个同步带轮、以及绕在两个同步带轮上的同步带；所述第二液压缸的第二活塞杆上设置有固定板，该固定板与同步带连接。

进一步地，所述驱动装置还设置有直线位移传感器，用于检测记录所述第二活塞杆的位移量。

进一步地，所述直线位移传感器的两端分别设置有一个光电到位检测开关。

进一步地，所述连接杆与所述第一活塞杆一体成型。

进一步地，所述电机的步距角1.8度，所述电机的驱动器为32细分。

进一步地，所述第一液压缸的活塞两端的容积比等于第二液压缸的活塞两端的容积比。

进一步地，所述第二端液压缸的活塞直径小于第一液压缸的活塞直径。

进一步地，所述第二液压缸的行程大于所述第一液压缸的行程。

为解决上述问题，本申请还提供一种投影设备包括框体主体和上述所述的液压调焦系统，所述液压调焦系统设置在所述框体主体内。

有益效果：本发明提供了一种液压调焦系统、投影设备，相比现有技术，本发明提供包括第一液压装置、第二液压装置、光学镜筒、固定筒、位于所述固定筒内的光学镜筒和驱动装置；所述第一液压装置与所述固定筒平行设置，所述第一液压装置的第一活塞杆与所述光学镜筒通过连接杆固定连接；所述第一液压装置与所述第二液压装置通过导液管连接，所述第一液压装置的第一液压缸直径大于所述第二液压装置的第二液压缸直径；所述驱动装置驱动所述第二活塞杆进行运动进而驱动所述第二液压缸中的液体与所述第一液压缸中的液体通过所述液体管相互流动，将驱动装置为液压传动来调节镜筒，不仅结构简单，便于实际调节，且避免了如传统技术那样采用齿轮传动，避免了齿轮传动的间隙累积，提高了镜筒的调节精度。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的液压调焦系统的结构示意图。

图2为本发明实施例一提供的液压调焦系统部分结构立体图。

图3为本发明实施例二提供的液压调焦系统的立体图。

图4为本发明提供的投影设备的结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明提供一种液压调焦系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

请参阅图1和图2，本发明提供一种液压调焦系统。附图仅用于解释液压调焦系统的结构原理，不与实际产品成比例。

一种液压调焦系统，包括第一液压装置100、第二液压装置200、固定筒300和驱动装置400；所述第一液压装置100与所述固定筒300平行设置，所述第一液压装置100的第一活塞杆101与所述固定筒300的光学镜筒302通过连接杆500固定连接；具体的连接可以为，所述连接杆一端500与所述第一活塞杆101固定连接，另外一端穿过所述固定筒300的开槽301与所述光学镜筒302固定连接，应该理解为这里的连接方式不构成具体限制，其他的连接方式也包含在内，只要第一活塞杆101能带动光学镜筒302进行移动即可；所述第一液压装置100与所述第二液压装200置通过导液管600连接，所述第一液压装置100的第一液压缸102直径小于所述第二液压装置200的第二液压缸202直径；所述驱动装置400驱动所述第二活塞杆201进行运动进而驱动所述第二液压缸202中的液体与所述第一液压缸102中的液体通过所述液体管600相互流动。第一液压装置100与所述固定筒300平行设置，并且第一液压装置的第一活塞杆101与固定筒300中的光学镜筒302固定连接，这样第一活塞杆101在进行上下移动的时候会带动光学镜筒302进行移动，进而实现调焦、对焦，应该理解为光学镜筒302与固定筒300的侧壁具有一定间隙可以进行上下移动。所述第一液压装置100的第一液压缸102直径小于所述第二液压装置200的第二液压缸202直径，这样可以实现液压减速，也就是说可以让固定筒的调焦更加细致精准，不是直接通过相同的液压装置，或者单个液压装置直接与固定筒连接进行调焦，通过进行液压减速让固定筒的调焦更缓慢精准。导液管600可以设置分为两个，分别连接在第一液压装置100和第二液压装置200的缸体中的活塞两侧，这样可以让液体可以在第一液压装置100和第二液压装置200的液体缸内进行流动。

进一步地，所述驱动装置400包括步进电机402、两个同步带轮406、以及绕在两个同步带轮上的同步带403；所述第二液压缸202的第二活塞杆201上设置有固定板404，该固定板404与同步带403连接。应该理解为，步进电机402的运动下会带动同步带403进行上下移动，固定连接在同步带403上的固定板404进行运动，由于固定板404与第二液压缸202的第二活塞杆201固定连接，那么第二液压缸202的第二活塞杆201会在第二液压缸202中进行上下移动，进而带动第二液压缸202中的液体通过液体管600进入到第一液压缸102中，同时第一液压缸102中的液体也会通过体管600进入到第二液压缸202中，由于第一液压缸102中的液体发生移动，会带动第一活塞杆101进行上下移动，第一活塞杆101与投影仪光机700前面的固定筒300中的光学镜筒302固定连接，此时会带动光学镜筒302进行上下移动实现调焦。应该理解为，这里的步进电机402是一种优选的方式，因为步进电机可以很好进行精准控制，应该理解为，其他的电机也可以实现，具体不构成本申请的限制。同样，本申请的驱动装置仅仅是一种具体的实施例，应该理解为其他各种结构可以带动第一活塞杆101精准的进行上下移动的方式都属于本申请的驱动装置的保护范围内。值得注意的是，这里的同步带轮的具体数量不构成限制。

进一步地，为了方便实现对固定筒的精准调焦，所述驱动装置400还设置有直线位移传感器408，用于检测记录所述第二活塞杆的位移量。通过设置直线位移传感器来记录第二活塞杆201的精准位移量，进而计算得知第二液压缸的液体流动量，然后计算其进入到第一液压缸中的液体量，进而得知第二活塞杆的位移量，可以建立起步进电机的调整量与固定筒的调焦变化的关系，进而方便实际过程中可以实现精准的调焦，提高自动调焦的精准性。具体的，通过固定器409可活动的与直线位移传感器408连接，另外一端连接在固定板404上。

进一步地，为了便于直线位移传感器408的控制，对所述直线位移传感器的两端分别设置有一个光电到位检测开关407。应该理解为，这里的光电到位检测开关数量不构成具体的限制。

进一步地，为了便于加工并且提高连接的紧密型，所述连接杆与所述第一活塞杆一体成型。

进一步地，优选的，本申请所述步进电机的步距角1.8度，所述步进电机的驱动器为32细分。应该理解为，具体的步距角和步进电机的驱动器细分不构成具体限制，可以根据实际需要进行具体设置。举例说明，本例采用28bgy30步距角1.8度的步进电机，电机转速：600转/分，(既10转/秒)，细分电机驱动器：32细分，脉冲精度即为：1.8/16度＝0.1125度，最大力矩：70mn.m，同步带轮直径：电机端主动轮：10mm，从动轮：10mm

优选的，液压部分，为了避免两个不同型号液压缸对联，容积不同带来的活塞困死问题，两个液压缸需满足活塞两端的体积比相等:第一液压缸尺寸参数：活塞直径：30mm，活塞杆直径：12mm，活塞行程：5mm，第二液压缸尺寸参数：活塞直径：10mm，活塞杆直径：4mm，活塞行程：60mm；根据液压积比相等，计算出液压减速比：v输入＝v输出，s输入*h输入＝s输出*h输出减速比即为：h输入：h输出，本例为10.6(其中v为液压容积，s为液压缸活塞面积，h为液压缸行程)，光电编码条(即直线位移传感器)256线/60mm。参数计算响应速度：电机转一圈的输入缸行程：3.14*10mm＝31.4mm，输入缸单程最低时间：(60mm/31.4mm转)/10(转/秒)＝0.19秒，由于电机到液压的能量传递存在阻尼延迟，阻尼系数取2-5，调节电机输出脉冲间隔控制在实际单程时间约1秒左右。输出力矩：输入缸最大推力：(70mn.m)/(10mm/2)＝14n(电机输出力矩/主动轮半径)，输出缸最大推力：10n*10.6＝106n(输入缸推力*减速比)根据电机性能和使用频率，提高系统使用寿命，调节电机电流使实际输出缸输出力矩在50n左右，设计满足光机镜头所需要的推力。值得注意的，这里的各种参数数值仅仅为举例说明，不构成限制，具体的可以根据实际情况进行具体设置，优选的，所述第一液压缸的活塞两端的容积比等于第二液压缸的活塞两端的容积比，这样可以减少两个液压装置卡死的现象。

进一步，所述第二端液压缸的活塞直径小于第一液压缸的活塞直径。这样可以实现液压装置之间的减压，让调整更加精准化。

进一步地，所述第二液压缸的行程大于所述第一液压缸的行程。这样让调整更加准确，同样也可以一定程度实现减压的效果。

实施例二

请参阅图3，本发明提供。附图仅用于解释液压调焦系统的结构原理，不与实际产品成比例。

所述液压调焦系统包括输入液压缸3，与输入液压缸串联的输出液压缸4，用于驱动输入液压缸的活塞杆直线往复移动的驱动装置，以及用于检测输入液压缸的活塞杆移动位置的位置检测装置5；所述输出液压缸的活塞杆41上设置有连接板42，该连接板用于与镜筒91连接。这里的输入液压缸3为第二液压装置200的第一液压缸202的另一种举例，输出液压缸4为第一液压装置100的第一液压缸102的另一种举例。

上述驱动装置可以有多种实现方式，此处提出一种驱动装置的结构：所述驱动装置包括电机1、两个同步带轮(附图视角观察不到)、以及绕在两个同步带轮上的同步带2；所述输入液压缸的活塞杆上设置有固定板32，该固定板32与同步带连接2。电机与其中一个同步轮连接，电机转动带动同步带移动，通过固定板进一步带动输入液压缸的活塞杆运动，从而实现将电机的转动转为输入液压缸的活塞杆的直线运动。

进一步地，所述位置检测装置5为直线位移传感器，该直线位移传感器与输入液压缸平行地设置，固定板移动时带动直线位移传感器工作，用于实时检测到输入液压缸的活塞杆的运动位置，相应地确保输出液压缸对镜筒位置的精确调节。此外，实际应用中，所述位置检测装置也可以是光电编码器或磁栅尺等其他方式来实现。

进一步地，所述直线位移传感器5的两端分别设置有一个光电到位检测开关6，该设置起到软限位的作用，保障输入液压缸的活塞杆在正常的范围内往复移动。

优选地，所述电机1为步进电机，该设置使得电机转动的每步具有较高精度，进一步提高了输出液压缸对镜筒的调节精度。

优选地，所述电机1的步距角1.8度，所述电机的驱动器为32细分。

进一步地，为了避免实际应用中将两个不同型号液压缸对联，容积不同带来的活塞困死的问题，所述输入液压缸3的活塞两端的容积比等于输出液压缸4的活塞两端的容积比。

所述输入端液压缸的活塞直径小于输出液压缸的活塞直径，该设置使得串联的两个液压缸在输出端起到减速的作用。即，实际应用时，电机的减速以及液压缸的减速的配合，便于输出液压缸的活塞杆达到所需的减速要求。此处不限定串联的两个液压缸的减速比，可以根据实际产品来决定。

进一步地，输入液压缸的行程大于输出液压缸的行程。

实际应用时，将上述液压调焦系统应用于投影机中，输出液压缸的活塞杆上连接板与光机90的镜筒91连接。调节电机电流来调节输出液压缸的活塞杆的推力至所需范围。电机的转动通过同步带转为输入液压缸的活塞杆的直线运动，通过液压减速后，输出液压缸的活塞杆直线往复移动可以带动镜筒直线移动从而实现调焦。镜筒91为固定筒300的一种举例说明。

通过上述分析可知，相比现有技术，本发明提供的液压调焦系统通过设置驱动装置、输入液压缸、输出液压缸等部件，将电机的转动转为液压传动来调节镜筒，不仅结构简单，便于实际调节，且避免了如传统技术那样采用齿轮传动，避免了齿轮传动的间隙累积，提高了镜筒的调节精度。

需要说明的是，为了便于理解，附图中示意性画出了投影机的光机90和镜筒91，这里的镜筒91是固定筒的一种示例，应该理解为能将光学镜筒302固定在其内，并且可以让光学镜筒302能够在其进行移动的结构都包含在内，具体的形状结构不构成限制。但是投影机的光机和镜筒的具体结构不构成保护限制。此外，本发明请求保护的是液压调教系统本身，并不限定只能应用于投影仪的调焦，即使将上述液压调焦系统应用于其他产品的镜筒调节亦落入本发明的保护范围。

实施例三

为解决上述问题，本申请还提供一种投影设备，如图4所示，包括框体主体和上述所述的液压调焦系统30000，所述液压调焦系统设置在所述框体主体内。具体的，为了便于进行结构设置，可以理解液压调焦系统中的液体，可以将液压调焦系统中的第一液压装置和第二液压装置分别设置在光机的两侧，这里可以一定程度对光机发热进行散热。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”等的描述意指结合该实施例的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚器件，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。