本發(fā)明涉及食品領(lǐng)域，具體涉及的是一種食品膜包裝料包的自動投包機(jī)。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中，目前，應(yīng)用于食品的膜包裝料包，包括鋁膜、塑料膜，比如方便面生產(chǎn)中的粉包、醬包、油包、菜包還有用于各種物體中的干燥劑等。由于膜包裝的袋裝料包材料及規(guī)格的多樣性，其形狀不確定性，容易造成尺寸誤差，卷邊、板結(jié)，熱冷變形等問題，很難定位，使得該類袋裝料包的自動投放十分困難。目前國內(nèi)外該類料包的投放只有兩種方法，一是由人工投放，二是采用投包機(jī)投放。人工投放的問題是：1、效率低，2、不安全，3、不衛(wèi)生，4、勞動強(qiáng)度大。特別是當(dāng)生產(chǎn)線速度≥160包/分鐘時，人工容易暈線，造成投放不及時，少投，不能滿足生產(chǎn)需要。目前國內(nèi)外普遍采用的投包機(jī)，其主要特點(diǎn)是采用連體料包，在投放時再切斷成單體料包置放在生產(chǎn)線上的另一物體上或者盒子中，由于連體料包的尺寸誤差，冷熱變形等原因，容易造成檢測誤差，出現(xiàn)切包(在不該切的位置切斷)、連包(幾個包連在一起)、堵包(在切刀口位置處阻塞)等故障。故障排除時，需要人工投補(bǔ)或者停線，影響生產(chǎn)效率，達(dá)不到減少人工，提高效率的根本目的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種食品膜包裝料包的自動投包機(jī)，解決膜包裝的袋裝料包材料及規(guī)格的多樣性，其形狀不確定性導(dǎo)致切割不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種食品膜包裝料包的自動投包機(jī)，包括感應(yīng)裝置本體、總感應(yīng)裝置底座和多個可拆卸的分感應(yīng)裝置底座，所述感應(yīng)裝置本體可拆卸地設(shè)置于總感應(yīng)裝置底座上，而分感應(yīng)裝置底座則安裝于不同位置。所述總感應(yīng)裝置底座連接切刀。

所述總感應(yīng)裝置底座包括光學(xué)接收組件、紅外發(fā)射組件、距離測量組件和紅外光學(xué)處理組件。所述分感應(yīng)裝置底座上分別設(shè)有激光發(fā)射組件。

所述光學(xué)接收組件包括分色片、中心開有小孔的平凹透鏡和與所述平凹透鏡對稱排列于光軸上的雙曲面凸透鏡，所述分色片位于平凹透鏡遠(yuǎn)離雙曲面凸鏡的一側(cè)；所述光學(xué)接收組件接收到的紅外線和/或激光經(jīng)過反射鏡以及快速傾斜鏡的反射后匯聚成平行光，所述平行光射入平凹透鏡遠(yuǎn)離分色片的一側(cè)，經(jīng)平凹透鏡折射射入雙曲面凸鏡，并在雙曲面凸鏡的反射下穿過平凹透鏡中心的小孔射入分色片，紅外線的紅外光譜透過所述分色片進(jìn)入紅外光學(xué)處

所述激光發(fā)射組件包括回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)、集成電路和532nm激光器，所述激光器包括激光器頭部、激光控制器和激光觸發(fā)器，所述激光器頭部集成硅PIN光電二極管，可以感應(yīng)發(fā)射主波并直接輸出主波電信號脈沖，所述激光器頭部通過線纜連接所述激光控制器，所述激光控制器提供激光器電源、溫控以及觸發(fā)控制，所述激光觸發(fā)器設(shè)于所述感應(yīng)裝置本體與所述分感應(yīng)裝置底座的連接處，當(dāng)所述感應(yīng)裝置本體安裝于所述總感應(yīng)裝置底座時，所述激光觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)所述激光控制板啟動，觸發(fā)所述激光器頭部間隔發(fā)射激光。

所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動軸、支撐架、驅(qū)動電機(jī)、包絡(luò)蝸桿、蝸輪轉(zhuǎn)盤和防護(hù)罩，所述驅(qū)動電機(jī)包括第一驅(qū)動電機(jī)和第二驅(qū)動電機(jī)，所述第一驅(qū)動電機(jī)安裝于包絡(luò)蝸桿的一端，驅(qū)動包絡(luò)蝸桿轉(zhuǎn)動，所述包絡(luò)蝸桿的齒面與蝸輪轉(zhuǎn)盤的齒面相嚙合，第一驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動包絡(luò)蝸桿繞其中心軸轉(zhuǎn)動，包絡(luò)蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動軸穿過并固定所述激光器，所述轉(zhuǎn)動軸的兩端設(shè)于支撐架上，所述支撐架安裝于蝸輪轉(zhuǎn)盤的上表面，第一驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動包絡(luò)蝸桿，包絡(luò)蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)盤以及支撐架、激光器轉(zhuǎn)動360度轉(zhuǎn)動，第二驅(qū)動電機(jī)連接所述轉(zhuǎn)動軸，使得激光器可繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，從而調(diào)整激光機(jī)發(fā)射的激光方向。

所述分感應(yīng)裝置底座上分別設(shè)有啟動激光器的啟動按鈕，當(dāng)感應(yīng)裝置本體放置在分感應(yīng)裝置底座上時，啟動按鈕按下，激光器啟動。

所述距離測量組件包括準(zhǔn)直鏡、窄帶濾光片、信號整形電路、脈沖信號探測器和時間測量芯片，經(jīng)過分色片反射的激光依次經(jīng)過準(zhǔn)直鏡、窄帶濾光片、脈沖信號探測器和信號整形電路，準(zhǔn)直鏡與窄帶濾光片對激光光譜進(jìn)行濾波處理，減少背景噪音。當(dāng)脈沖信號探測器相應(yīng)目標(biāo)光子時，脈沖信號探測器輸出相應(yīng)的脈沖信號，經(jīng)過信號整形電路處理后輸出至?xí)r間測量芯片，通過對定時間隔發(fā)射激光的脈沖信號發(fā)生時刻的精確測量計時，最終測量出激光從感應(yīng)裝置本體至總感應(yīng)裝置底座的飛行時間，進(jìn)而得到感應(yīng)裝置本體與總感應(yīng)裝置底座之間的距離，得到的距離的數(shù)據(jù)傳輸至紅外發(fā)射組件，紅外發(fā)射組件根據(jù)感應(yīng)裝置本體與總感應(yīng)裝置底座之間的距離調(diào)整焦距。

所述紅外發(fā)射組件包括連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)和紅外發(fā)射二極管，所述連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)包括圓筒形殼體、變倍組鏡片、微調(diào)組鏡片、補(bǔ)償組鏡片、變倍組鏡片框架、補(bǔ)償組鏡片框架、微調(diào)組鏡片框架、電機(jī)、微調(diào)齒輪圈和微調(diào)隔圈，所述圓筒形殼體的中段設(shè)有兩組四條對稱的凸輪槽，分別為第一凸輪槽與第二凸輪槽；

所述第一凸輪槽與第二凸輪槽相應(yīng)的凸輪曲線斜率滿足下式：

其中，K_y為第一凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的斜率，K_x為第二凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的斜率，y是第一凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的升距，l′₂＝f′₁-(d+y-x)，f′₂是變倍組的焦距，y、x分別是第一凸輪槽、第二凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的升距，b＝(l′₂-f′₁)-d+x，d是分別設(shè)置于第一凸輪槽與第二凸輪槽的兩個鏡片的距離；所述變倍組鏡片、補(bǔ)償組鏡片和微調(diào)組鏡片沿光軸依次排列，且所述變倍組鏡片的部分透鏡與微調(diào)組鏡片分別通過鏡片壓圈設(shè)于所述殼體的兩端；所述電機(jī)提供鏡頭運(yùn)動驅(qū)動力，連接所述變倍組鏡片框架，帶動變倍組鏡片框架移動；所述圓筒形殼體內(nèi)表面與所述微調(diào)組鏡片框架的接觸面沿圓周方向設(shè)置微調(diào)齒輪圈，所述微調(diào)齒輪圈與所述微調(diào)組鏡片框架粘連，且在電機(jī)的帶動下，所述微調(diào)齒輪圈可相對于圓筒形殼體轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動所述微調(diào)齒輪圈可調(diào)整微調(diào)組鏡片與其他鏡片之間的距離。

所述紅外發(fā)射二極管依次排列，設(shè)置于所述微調(diào)組鏡片遠(yuǎn)離補(bǔ)償組鏡片的一側(cè)，并根據(jù)感應(yīng)裝置本體與總感應(yīng)裝置底座之間的距離調(diào)節(jié)紅外發(fā)射二極管啟動的功率；所述紅外光學(xué)處理組件包括紅外接收管，當(dāng)料包位于感應(yīng)裝置本體前時，紅外發(fā)射組件發(fā)射的紅外線被料包遮擋后反射至光學(xué)接收組件，所述紅外接收管接收到紅外光譜后輸出電信號，切割料包。

作為優(yōu)選，所述包絡(luò)蝸桿的齒面方程為

其中，A＝-cosα_dcosθ，B＝-cosα_dsinβsinθ±sinα_dcosβ，C＝-cosα_dcosβsinθ±sinα_dsinβ,D＝r_dcosθ-a₀，E＝r_dsinβsinθ±0.5S_acosβ,F＝-r_dcosβsinθ±0.5S_acosβ,n_x＝sinα_dcosθ,n_y＝sinαsinθsinβ+cosα_dcosβ，n_z＝-sinα_dsinθcosβ+cosα_dsinβ，α_d為加工包絡(luò)蝸桿的砂輪齒形角，r_d為加工包絡(luò)蝸桿的砂輪半徑，S_a為加工包絡(luò)蝸桿的砂輪頂寬，β為加工包絡(luò)蝸桿的砂輪傾斜角，為蝸桿的轉(zhuǎn)角，

式中有三個待確定的變量：加工過程中刀座回轉(zhuǎn)角度嚙合點(diǎn)P沿砂輪側(cè)面方向離砂輪頂部的距離u以及嚙合點(diǎn)P所在的砂輪軸截面與i_a的夾角θ；在170°至190°范圍內(nèi)得到一組滿足包絡(luò)蝸桿的齒面方程的取值將得到的代入式中即可得到在包絡(luò)蝸桿上的一個接觸點(diǎn)，對應(yīng)于同一個值，將u在全齒高范圍取不同的值，可以由依次共軛條件方程接觸不同的θ值，這樣就能得到多個接觸點(diǎn)，將接觸點(diǎn)相連即可組成一條接觸線，最后對應(yīng)于不同的值，可求出不同的接觸線，這些接觸線就組成了蝸桿螺旋面。

作為優(yōu)選，取中心距75mm，傳動比45，蝸桿頭數(shù)1的包絡(luò)蝸桿貼合所述包絡(luò)蝸桿的齒面方程，經(jīng)優(yōu)化后得到包絡(luò)蝸桿的關(guān)鍵幾何參數(shù)和尺寸：中心距75mm，傳動比45，蝸桿頭數(shù)1，蝸桿分度圓直徑28.36mm，齒頂高2.571mm，齒根高2.846mm，全齒高5.01mm，齒頂間隙0.716mm，蝸桿齒根圓半徑21.605mm，蝸桿齒頂圓弧半徑31.786m，蝸桿齒根圓弧半徑65.779mm，蝸桿喉部分度圓導(dǎo)程角6.32°，齒距角9°，主基圓直徑48.69mm，蝸桿包圍蝸輪轉(zhuǎn)盤齒數(shù)6.5，蝸桿工作半角17.311°，蝸桿工作長度37.529mm，成型面傾角11.3°。

作為優(yōu)選，所述變倍組鏡片包括前變倍鏡片和后變倍鏡片，所述前變倍鏡片為正月牙凸透鏡，所述后變倍鏡片為雙凹透鏡，所述前變倍鏡片固定于圓筒形殼體的最前端，后變倍鏡片安裝于鏡片框架后通過導(dǎo)釘與第二凸輪槽相固連。

作為優(yōu)選，所述補(bǔ)償組鏡片為平面鏡，所述補(bǔ)償組鏡片安裝于鏡片框架后通過導(dǎo)釘與第一凸輪槽相固連。

作為優(yōu)選，所述微調(diào)組鏡片為正月牙凸透鏡，所述微調(diào)組鏡片框架夾持所述微調(diào)組鏡片，設(shè)于所述圓筒形殼體的一端。

本發(fā)明的有益效果：

1、使用者可以隨意調(diào)整分感應(yīng)裝置底座的位置，從而將感應(yīng)裝置本體放置于不同高度、不同位置，以適應(yīng)不同的需求。

2、使用一個光學(xué)接收組件同時接收激光與紅外線，將激光接收裝置與紅外線接收裝置一體化，大大地縮小了感應(yīng)裝置的體積，使得感應(yīng)裝置適應(yīng)不同規(guī)格的總感應(yīng)裝置底座，而且結(jié)構(gòu)簡單，方便工作人員進(jìn)行檢修工作。

3、建立回轉(zhuǎn)驅(qū)動結(jié)構(gòu)的包絡(luò)蝸桿模型后，針對該模型進(jìn)行優(yōu)化，最后使得包絡(luò)蝸桿具有優(yōu)良的潤滑性能和接觸性能，減小包絡(luò)蝸桿的摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡(luò)蝸桿的抗膠合能力，提高包絡(luò)蝸桿的承載能力。而且，包絡(luò)蝸桿的齒面與蝸輪轉(zhuǎn)盤的齒面之間接觸范圍合理，從而延長其使用壽命。

4、使用所述連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)可保證實現(xiàn)四倍紅外連續(xù)變焦的同時使得光學(xué)系統(tǒng)在整個變焦過程中能夠平穩(wěn)運(yùn)行，并不會對凸輪產(chǎn)生較大的壓力，磨損凸輪曲線，影響光學(xué)系統(tǒng)精度。

5、本發(fā)明識別料包的成功率高。

附圖說明

利用附圖對發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明感應(yīng)裝置本體和總感應(yīng)裝置底座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明光學(xué)接收組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)中包絡(luò)蝸桿和蝸輪轉(zhuǎn)盤的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明距離測量組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明食品膜包裝料包的自動投包機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

結(jié)合以下實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實施例一

本發(fā)明的裝置，包括感應(yīng)裝置本體1、總感應(yīng)裝置底座5和多個可拆卸的分感應(yīng)裝置底座，如圖1所示，所述感應(yīng)裝置本體1可拆卸地設(shè)置于總感應(yīng)裝置底座5上，而分感應(yīng)裝置底座則安裝于不同位置，方便使用者使用。所述總感應(yīng)裝置底座5連接切刀。所述總感應(yīng)裝置底座5包括光學(xué)接收組件、紅外發(fā)射組件22、距離測量組件13和紅外光學(xué)處理組件12。所述分感應(yīng)裝置底座上分別設(shè)有激光發(fā)射組件6。

如圖2所示，所述光學(xué)接收組件可同時接受激光與紅外線，或者單獨(dú)接收激光或紅外線。所述光學(xué)接收組件包括分色片7、中心開有小孔的平凹透鏡8和與所述平凹透鏡8對稱排列于光軸上的雙曲面凸透鏡9，所述分色片7位于平凹透鏡8遠(yuǎn)離雙曲面凸鏡的一側(cè)。所述光學(xué)接收組件接收到的紅外線和/或激光經(jīng)過反射鏡11以及快速傾斜鏡10的反射后匯聚成平行光，所述平行光射入平凹透鏡8遠(yuǎn)離分色片7的一側(cè)，經(jīng)平凹透鏡8折射射入雙曲面凸鏡，并在雙曲面凸鏡的反射下穿過平凹透鏡8中心的小孔射入分色片7。紅外線的紅外光譜透過所述分色片7進(jìn)入紅外光學(xué)處理組件12，激光經(jīng)過所述分色片7反射進(jìn)入所述距離測量組件13。使用一個光學(xué)接收組件同時接收激光與紅外線，將激光接收裝置與紅外線接收裝置一體化，大大地縮小了感應(yīng)裝置的體積，使得感應(yīng)裝置適應(yīng)不同規(guī)格的總感應(yīng)裝置底座5，而且結(jié)構(gòu)簡單，方便工作人員進(jìn)行檢修工作。

所述激光發(fā)射組件6包括回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)14、集成電路和532nm激光器。所述激光器可接外觸發(fā)信號觸發(fā)激光出射。所述激光器包括激光器頭部、激光控制器和激光觸發(fā)器。所述激光器頭部集成硅PIN光電二極管，可以感應(yīng)發(fā)射主波并直接輸出主波電信號脈沖。所述激光器頭部通過線纜連接所述激光控制器，所述激光控制器提供激光器電源、溫控以及觸發(fā)控制。所述激光觸發(fā)器設(shè)于所述感應(yīng)裝置本體1與所述分感應(yīng)裝置底座的連接處。當(dāng)所述感應(yīng)裝置本體1安裝于所述總感應(yīng)裝置底座5時，所述激光觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)所述激光控制板啟動，觸發(fā)所述激光器頭部間隔發(fā)射激光。

如圖3所示，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)14包括轉(zhuǎn)動軸、支撐架、驅(qū)動電機(jī)、包絡(luò)蝸桿16、蝸輪轉(zhuǎn)盤17和防護(hù)罩。所述驅(qū)動電機(jī)包括第一驅(qū)動電機(jī)15和第二驅(qū)動電機(jī)。所述第一驅(qū)動電機(jī)15安裝于包絡(luò)蝸桿16的一端，驅(qū)動包絡(luò)蝸桿16轉(zhuǎn)動。所述包絡(luò)蝸桿16的齒面與蝸輪轉(zhuǎn)盤17的齒面相嚙合，第一驅(qū)動電機(jī)15驅(qū)動包絡(luò)蝸桿16繞其中心軸轉(zhuǎn)動，包絡(luò)蝸桿16帶動蝸輪轉(zhuǎn)盤17轉(zhuǎn)動。所述轉(zhuǎn)動軸穿過并固定所述激光器，所述轉(zhuǎn)動軸的兩端設(shè)于支撐架上，所述支撐架安裝于蝸輪轉(zhuǎn)盤17的上表面，第一驅(qū)動電機(jī)15轉(zhuǎn)動包絡(luò)蝸桿16，包絡(luò)蝸桿16帶動蝸輪轉(zhuǎn)盤17以及支撐架、激光器轉(zhuǎn)動360度轉(zhuǎn)動。第二驅(qū)動電機(jī)連接所述轉(zhuǎn)動軸，使得激光器可繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，從而調(diào)整激光機(jī)發(fā)射的激光方向。在本實施例中，所述激光器內(nèi)部集成擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡頭，提供高平行度，低發(fā)散度激光。

所述包絡(luò)蝸桿16的齒面方程為

其中，A＝-cosα_dcosθ，B＝-cosα_dsinβsinθ±sinα_dcosβ，C＝-cosα_dcosβsinθ±sinα_dsinβ,D＝r_dcosθ-a₀，E＝r_dsinβsinθ±0.5S_acosβ,F＝-r_dcosβsinθ±0.5S_acosβ,n_x＝sinα_dcosθ,n_y＝sinαsinθsinβ+cosα_dcosβ，n_z＝-sinα_dsinθcosβ+cosα_dsinβ，α_d為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪齒形角，r_d為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪半徑，S_a為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪頂寬，β為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪傾斜角，為蝸桿的轉(zhuǎn)角。

式中有三個待確定的變量：加工過程中刀座回轉(zhuǎn)角度嚙合點(diǎn)P沿砂輪側(cè)面方向離砂輪頂部的距離u以及嚙合點(diǎn)P所在的砂輪軸截面與i_a的夾角θ。

在加工的工作區(qū)間內(nèi)選定一個值，然后在全齒高數(shù)值范圍內(nèi)選定一個u的值，根據(jù)包絡(luò)蝸桿16的齒面方程可得出變量θ。對包絡(luò)蝸桿16的齒面方程作牛頓迭代求解：由加工的實際情況可以判斷，滿足包絡(luò)蝸桿16的齒面方程的θ值處在180°附近，因此在170°至190°范圍內(nèi)得到一組滿足包絡(luò)蝸桿16的齒面方程的取值將得到的代入式中即可得到在包絡(luò)蝸桿16上的一個接觸點(diǎn)。對應(yīng)于同一個值，將u在全齒高范圍取不同的值，可以由依次共軛條件方程接觸不同的θ值，這樣就能得到多個接觸點(diǎn)，將接觸點(diǎn)相連即可組成一條接觸線。最后對應(yīng)于不同的值，可求出不同的接觸線，這些接觸線就組成了蝸桿螺旋面。

包絡(luò)蝸桿16的失效形式有整體失效和齒面失效兩種，包絡(luò)蝸桿16的整體失效往往是由于在傳動的過程中經(jīng)受嚴(yán)重的沖擊或者短期的過載，或者沿接觸線有比較嚴(yán)重的載荷集中。包絡(luò)蝸桿16的齒面失效包括接觸疲勞點(diǎn)蝕、膠合、磨損、折斷等。而包絡(luò)蝸桿16的整體失效與齒面失效均于包絡(luò)蝸桿16的接觸性能和潤滑性能有密切關(guān)系，因此，從包絡(luò)蝸桿16的接觸性能和潤滑性能觸發(fā)評價包絡(luò)蝸桿16的性能。

優(yōu)良的潤滑性能能夠減小摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡(luò)蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡(luò)蝸桿16的承載能力，從而達(dá)到延長其使用壽命的效果。獲得優(yōu)良的潤滑性能，其本質(zhì)上是在蝸桿和渦輪的齒面間建立起一定厚度的潤滑油膜，確保齒面在很大壓強(qiáng)下，仍然能夠處于液體潤滑的環(huán)境，或者至少在半液體潤滑的環(huán)境下工作。

對包絡(luò)蝸桿16潤滑性能的評估：根據(jù)彈性流體動壓潤滑理論和道森公式設(shè)定油膜厚度幾何系數(shù)來對油膜厚度進(jìn)行評估。

k_h＝v_n^0.7/(K_12N^0.43)

v_n是相對卷吸速度，v_n由下列公式計算得到其中，(v₁)_o1和(v₂)_o1是嚙合點(diǎn)處包絡(luò)蝸桿16和蝸輪轉(zhuǎn)盤17的速度，(N)_o1是包絡(luò)蝸桿16瞬時接觸線上任一點(diǎn)處的法矢量，|N|＝(N_ξ²+N_η²)^0.5。

而且，由于在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度最小，因此選擇在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度評價包絡(luò)蝸桿16的性能。

優(yōu)良的接觸性能是指包絡(luò)蝸桿16上接觸線的分布不可過寬，也不可過窄，當(dāng)接觸線分布不可過寬，也不可過窄。當(dāng)接觸線分布過寬時，包絡(luò)蝸桿16工作起始角處的接觸線處于包絡(luò)蝸桿16齒面的外側(cè)，表明包絡(luò)蝸桿16與蝸輪轉(zhuǎn)盤17之間的嚙合齒數(shù)較少。反之，接觸線分布過窄時，接觸線會趨向集中在蝸輪轉(zhuǎn)盤17的中心對稱面上，這將導(dǎo)致蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒面的強(qiáng)度降低。

對包絡(luò)蝸桿16接觸性能的評估：以工作起始角對應(yīng)的一次接觸線在蝸輪轉(zhuǎn)盤17分度圓上的接觸點(diǎn)為對象來建立接觸性能評估值f(x)＝||z₁|-b₂/2|，其中，|z₁|為上述特定一次接觸點(diǎn)到蝸輪轉(zhuǎn)盤17中心對稱面的距離，b₂為蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒寬。

利用優(yōu)化軟件優(yōu)化包絡(luò)蝸桿16的齒面方程，使得嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度幾何系數(shù)最大，接觸性能評估值最小。

建立回轉(zhuǎn)驅(qū)動結(jié)構(gòu)的包絡(luò)蝸桿16模型后，針對該模型進(jìn)行優(yōu)化，最后使得包絡(luò)蝸桿16具有優(yōu)良的潤滑性能和接觸性能，減小包絡(luò)蝸桿16的摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡(luò)蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡(luò)蝸桿16的承載能力。而且，包絡(luò)蝸桿16的齒面與蝸輪轉(zhuǎn)盤17的齒面之間接觸范圍合理，從而延長其使用壽命。

取中心距75mm，傳動比45，蝸桿頭數(shù)1的包絡(luò)蝸桿16貼合所述包絡(luò)蝸桿16的齒面方程，經(jīng)優(yōu)化后得到包絡(luò)蝸桿16的關(guān)鍵幾何參數(shù)和尺寸：中心距75mm，傳動比45，蝸桿頭數(shù)1，蝸桿分度圓直徑28.36mm，齒頂高2.571mm，齒根高2.846mm，全齒高5.01mm，齒頂間隙0.716mm，蝸桿齒根圓半徑21.605mm，蝸桿齒頂圓弧半徑31.786m，蝸桿齒根圓弧半徑65.779mm，蝸桿喉部分度圓導(dǎo)程角6.32°，齒距角9°，主基圓直徑48.69mm，蝸桿包圍蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒數(shù)6.5，蝸桿工作半角17.311°，蝸桿工作長度37.529mm，成型面傾角11.3°。

本實施例的油膜厚度幾何系數(shù)為11.89，接觸性能評估值為2.64。

所述分感應(yīng)裝置底座上分別設(shè)有啟動激光器的啟動按鈕，當(dāng)感應(yīng)裝置本體1放置在分感應(yīng)裝置底座上時，啟動按鈕按下，激光器啟動。

具體使用所述感應(yīng)裝置前，固定好分感應(yīng)裝置底座后，調(diào)節(jié)所述激光器上下左右轉(zhuǎn)動，直至所述激光器發(fā)射出的激光對準(zhǔn)光學(xué)接收組件。所述總感應(yīng)裝置底座5上設(shè)有指示燈，所述指示燈用于指示光學(xué)接收組件是否接收到激光信號。集成電路具有記憶功能，可儲存分感應(yīng)裝置底座固定于某一位置后所述激光器對應(yīng)光學(xué)接收組件的角度。

如圖4所示，所述距離測量組件13包括準(zhǔn)直鏡、窄帶濾光片18、信號整形電路20、脈沖信號探測器19和時間測量芯片21，經(jīng)過分色片7反射的激光依次經(jīng)過準(zhǔn)直鏡、窄帶濾光片18、脈沖信號探測器19和信號整形電路20，準(zhǔn)直鏡與窄帶濾光片18對激光光譜進(jìn)行濾波處理，減少背景噪音。所述脈沖信號探測器19為雪崩二極管探測器或光電倍增管探測器。當(dāng)脈沖信號探測器19相應(yīng)目標(biāo)光子時，脈沖信號探測器19輸出相應(yīng)的脈沖信號，經(jīng)過信號整形電路20處理后輸出至?xí)r間測量芯片21，通過對定時間隔發(fā)射激光的脈沖信號發(fā)生時刻的精確測量計時，最終測量出激光從感應(yīng)裝置本體1至總感應(yīng)裝置底座5的飛行時間，進(jìn)而得到感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離，得到的距離的數(shù)據(jù)傳輸至紅外發(fā)射組件22，紅外發(fā)射組件22根據(jù)感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離調(diào)整焦距。

所述紅外發(fā)射組件22包括連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)和紅外發(fā)射二極管，所述連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)包括圓筒形殼體、變倍組鏡片、微調(diào)組鏡片、補(bǔ)償組鏡片、變倍組鏡片框架、補(bǔ)償組鏡片框架、微調(diào)組鏡片框架、電機(jī)、微調(diào)齒輪圈和微調(diào)隔圈。所述圓筒形殼體的中段設(shè)有兩組四條對稱的凸輪槽，分別為第一凸輪槽與第二凸輪槽。

所述第一凸輪槽與第二凸輪槽相應(yīng)的凸輪曲線斜率滿足下式：

其中，K_y為第一凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的斜率，K_x為第二凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的斜率，y是第一凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的升距，l′₂＝f′₁-(d+y-x)，f′₂是變倍組的焦距，y、x分別是第一凸輪槽、第二凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的升距，b＝(l′₂-f′₁)-d+x，d是分別設(shè)置于第一凸輪槽與第二凸輪槽的兩個鏡片的距離。

所述變倍組鏡片、補(bǔ)償組鏡片和微調(diào)組鏡片沿光軸依次排列，且所述變倍組鏡片的部分透鏡與微調(diào)組鏡片分別通過鏡片壓圈設(shè)于所述殼體的兩端。

所述變倍組鏡片包括前變倍鏡片和后變倍鏡片，在本實施例中，所述前變倍鏡片為正月牙凸透鏡，所述后變倍鏡片為雙凹透鏡。所述前變倍鏡片固定于圓筒形殼體的最前端，后變倍鏡片安裝于鏡片框架后通過導(dǎo)釘與第二凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述補(bǔ)償組鏡片為平面鏡，所述補(bǔ)償組鏡片安裝于鏡片框架后通過導(dǎo)釘與第一凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述微調(diào)組鏡片為正月牙凸透鏡，所述微調(diào)組鏡片框架夾持所述微調(diào)組鏡片，設(shè)于所述圓筒形殼體的一端。所述電機(jī)提供鏡頭運(yùn)動驅(qū)動力，連接所述變倍組鏡片框架，帶動變倍組鏡片框架移動。所述圓筒形殼體內(nèi)表面與所述微調(diào)組鏡片框架的接觸面沿圓周方向設(shè)置微調(diào)齒輪圈，所述微調(diào)齒輪圈與所述微調(diào)組鏡片框架粘連，且在電機(jī)的帶動下，所述微調(diào)齒輪圈可相對于圓筒形殼體轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動所述微調(diào)齒輪圈可調(diào)整微調(diào)組鏡片與其他鏡片之間的距離。

使用所述連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)可保證實現(xiàn)四倍紅外連續(xù)變焦的同時使得光學(xué)系統(tǒng)在整個變焦過程中能夠平穩(wěn)運(yùn)行，并不會對凸輪產(chǎn)生較大的壓力，磨損凸輪曲線，影響光學(xué)系統(tǒng)精度。

所述紅外發(fā)射二極管依次排列，設(shè)置于所述微調(diào)組鏡片遠(yuǎn)離補(bǔ)償組鏡片的一側(cè)，并根據(jù)感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離調(diào)節(jié)紅外發(fā)射二極管啟動的功率。

所述紅外光學(xué)處理組件12包括紅外接收管，當(dāng)料包位于感應(yīng)裝置本體1感應(yīng)區(qū)域時，紅外發(fā)射組件發(fā)射的紅外線被料包遮擋后反射至光學(xué)接收組件，所述紅外接收管接收到紅外光譜后輸出電信號，切割料包。

進(jìn)行靜態(tài)紅外目標(biāo)測試，固定總感應(yīng)裝置底座5，將分感應(yīng)裝置底座安裝于距離總感應(yīng)裝置底座520cm、50cm、80cm處，將感應(yīng)裝置本體1放置于分感應(yīng)裝置底座上，與感應(yīng)裝置本體1一側(cè)設(shè)置有擺動裝置，所述擺動裝置的一端設(shè)有模擬物，模擬物間隔移動至感應(yīng)裝置本體1下方20cm處測試感應(yīng)裝置的靈敏度，測試后發(fā)現(xiàn)其成功率為99.1％、98.4％、96.8％。

實施例二

本發(fā)明的裝置，包括感應(yīng)裝置本體1、總感應(yīng)裝置底座5和多個可拆卸的分感應(yīng)裝置底座，如圖1所示，所述感應(yīng)裝置本體1可拆卸地設(shè)置于總感應(yīng)裝置底座5上，而分感應(yīng)裝置底座則安裝于不同位置，方便使用者使用。所述總感應(yīng)裝置底座5連接切刀。所述總感應(yīng)裝置底座5包括光學(xué)接收組件、紅外發(fā)射組件22、距離測量組件13和紅外光學(xué)處理組件12。所述分感應(yīng)裝置底座上分別設(shè)有激光發(fā)射組件6。

如圖2所示，所述光學(xué)接收組件可同時接受激光與紅外線，或者單獨(dú)接收激光或紅外線。所述光學(xué)接收組件包括分色片7、中心開有小孔的平凹透鏡8和與所述平凹透鏡8對稱排列于光軸上的雙曲面凸透鏡9，所述分色片7位于平凹透鏡8遠(yuǎn)離雙曲面凸鏡的一側(cè)。所述光學(xué)接收組件接收到的紅外線和/或激光經(jīng)過反射鏡11以及快速傾斜鏡10的反射后匯聚成平行光，所述平行光射入平凹透鏡8遠(yuǎn)離分色片7的一側(cè)，經(jīng)平凹透鏡8折射射入雙曲面凸鏡，并在雙曲面凸鏡的反射下穿過平凹透鏡8中心的小孔射入分色片7。紅外線的紅外光譜透過所述分色片7進(jìn)入紅外光學(xué)處理組件12，激光經(jīng)過所述分色片7反射進(jìn)入所述距離測量組件13。使用一個光學(xué)接收組件同時接收激光與紅外線，將激光接收裝置與紅外線接收裝置一體化，大大地縮小了感應(yīng)裝置的體積，使得感應(yīng)裝置適應(yīng)不同規(guī)格的總感應(yīng)裝置底座5，而且結(jié)構(gòu)簡單，方便工作人員進(jìn)行檢修工作。

所述激光發(fā)射組件6包括回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)14、集成電路和532nm激光器。所述激光器可接外觸發(fā)信號觸發(fā)激光出射。所述激光器包括激光器頭部、激光控制器和激光觸發(fā)器。所述激光器頭部集成硅PIN光電二極管，可以感應(yīng)發(fā)射主波并直接輸出主波電信號脈沖。所述激光器頭部通過線纜連接所述激光控制器，所述激光控制器提供激光器電源、溫控以及觸發(fā)控制。所述激光觸發(fā)器設(shè)于所述感應(yīng)裝置本體1與所述分感應(yīng)裝置底座的連接處。當(dāng)所述感應(yīng)裝置本體1安裝于所述總感應(yīng)裝置底座5時，所述激光觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)所述激光控制板啟動，觸發(fā)所述激光器頭部間隔發(fā)射激光。

如圖3所示，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)14包括轉(zhuǎn)動軸、支撐架、驅(qū)動電機(jī)、包絡(luò)蝸桿16、蝸輪轉(zhuǎn)盤17和防護(hù)罩。所述驅(qū)動電機(jī)包括第一驅(qū)動電機(jī)15和第二驅(qū)動電機(jī)。所述第一驅(qū)動電機(jī)15安裝于包絡(luò)蝸桿16的一端，驅(qū)動包絡(luò)蝸桿16轉(zhuǎn)動。所述包絡(luò)蝸桿16的齒面與蝸輪轉(zhuǎn)盤17的齒面相嚙合，第一驅(qū)動電機(jī)15驅(qū)動包絡(luò)蝸桿16繞其中心軸轉(zhuǎn)動，包絡(luò)蝸桿16帶動蝸輪轉(zhuǎn)盤17轉(zhuǎn)動。所述轉(zhuǎn)動軸穿過并固定所述激光器，所述轉(zhuǎn)動軸的兩端設(shè)于支撐架上，所述支撐架安裝于蝸輪轉(zhuǎn)盤17的上表面，第一驅(qū)動電機(jī)15轉(zhuǎn)動包絡(luò)蝸桿16，包絡(luò)蝸桿16帶動蝸輪轉(zhuǎn)盤17以及支撐架、激光器轉(zhuǎn)動360度轉(zhuǎn)動。第二驅(qū)動電機(jī)連接所述轉(zhuǎn)動軸，使得激光器可繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，從而調(diào)整激光機(jī)發(fā)射的激光方向。在本實施例中，所述激光器內(nèi)部集成擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡頭，提供高平行度，低發(fā)散度激光。

所述包絡(luò)蝸桿16的齒面方程為

其中，A＝-cosα_dcosθ，B＝-cosα_dsinβsinθ±sinα_dcosβ，C＝-cosα_dcosβsinθ±sinα_dsinβ,D＝r_dcosθ-a₀，E＝r_dsinβsinθ±0.5S_acosβ,F＝-r_dcosβsinθ±0.5S_acosβ,n_x＝sinα_dcosθ,n_y＝sinαsinθsinβ+cosα_dcosβ，n_z＝-sinα_dsinθcosβ+cosα_dsinβ，α_d為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪齒形角，r_d為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪半徑，S_a為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪頂寬，β為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪傾斜角，為蝸桿的轉(zhuǎn)角。

式中有三個待確定的變量：加工過程中刀座回轉(zhuǎn)角度嚙合點(diǎn)P沿砂輪側(cè)面方向離砂輪頂部的距離u以及嚙合點(diǎn)P所在的砂輪軸截面與i_a的夾角θ。

在加工的工作區(qū)間內(nèi)選定一個值，然后在全齒高數(shù)值范圍內(nèi)選定一個u的值，根據(jù)包絡(luò)蝸桿16的齒面方程可得出變量θ。對包絡(luò)蝸桿16的齒面方程作牛頓迭代求解：由加工的實際情況可以判斷，滿足包絡(luò)蝸桿16的齒面方程的θ值處在180°附近，因此在170°至190°范圍內(nèi)得到一組滿足包絡(luò)蝸桿16的齒面方程的取值

將 得到的代入

式中即可得到在包絡(luò)蝸桿16上的一個接觸點(diǎn)。對應(yīng)于同一個值，將u在全齒高范圍取不同的值，可以由依次共軛條件方程接觸不同的θ值，這樣就能得到多個接觸點(diǎn)，將接觸點(diǎn)相連即可組成一條接觸線。最后對應(yīng)于不同的值，可求出不同的接觸線，這些接觸線就組成了蝸桿螺旋面。

包絡(luò)蝸桿16的失效形式有整體失效和齒面失效兩種，包絡(luò)蝸桿16的整體失效往往是由于在傳動的過程中經(jīng)受嚴(yán)重的沖擊或者短期的過載，或者沿接觸線有比較嚴(yán)重的載荷集中。包絡(luò)蝸桿16的齒面失效包括接觸疲勞點(diǎn)蝕、膠合、磨損、折斷等。而包絡(luò)蝸桿16的整體失效與齒面失效均于包絡(luò)蝸桿16的接觸性能和潤滑性能有密切關(guān)系，因此，從包絡(luò)蝸桿16的接觸性能和潤滑性能觸發(fā)評價包絡(luò)蝸桿16的性能。

優(yōu)良的潤滑性能能夠減小摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡(luò)蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡(luò)蝸桿16的承載能力，從而達(dá)到延長其使用壽命的效果。獲得優(yōu)良的潤滑性能，其本質(zhì)上是在蝸桿和渦輪的齒面間建立起一定厚度的潤滑油膜，確保齒面在很大壓強(qiáng)下，仍然能夠處于液體潤滑的環(huán)境，或者至少在半液體潤滑的環(huán)境下工作。

對包絡(luò)蝸桿16潤滑性能的評估：根據(jù)彈性流體動壓潤滑理論和道森公式設(shè)定油膜厚度幾何系數(shù)來對油膜厚度進(jìn)行評估。

k_h＝v_n^0.7/(K_12N^0.43)

v_n是相對卷吸速度，v_n由下列公式計算得到其中，(v₁)_o1和(v₂)_o1是嚙合點(diǎn)處包絡(luò)蝸桿16和蝸輪轉(zhuǎn)盤17的速度，(N)_o1是包絡(luò)蝸桿16瞬時接觸線上任一點(diǎn)處的法矢量，|N|＝(N_ξ²+N_η²)^0.5。

而且，由于在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度最小，因此選擇在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度評價包絡(luò)蝸桿16的性能。

優(yōu)良的接觸性能是指包絡(luò)蝸桿16上接觸線的分布不可過寬，也不可過窄，當(dāng)接觸線分布不可過寬，也不可過窄。當(dāng)接觸線分布過寬時，包絡(luò)蝸桿16工作起始角處的接觸線處于包絡(luò)蝸桿16齒面的外側(cè)，表明包絡(luò)蝸桿16與蝸輪轉(zhuǎn)盤17之間的嚙合齒數(shù)較少。反之，接觸線分布過窄時，接觸線會趨向集中在蝸輪轉(zhuǎn)盤17的中心對稱面上，這將導(dǎo)致蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒面的強(qiáng)度降低。

對包絡(luò)蝸桿16接觸性能的評估：以工作起始角對應(yīng)的一次接觸線在蝸輪轉(zhuǎn)盤17分度圓上的接觸點(diǎn)為對象來建立接觸性能評估值f(x)＝||z₁|-b₂/2|，其中，|z₁|為上述特定一次接觸點(diǎn)到蝸輪轉(zhuǎn)盤17中心對稱面的距離，b₂為蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒寬。

利用優(yōu)化軟件優(yōu)化包絡(luò)蝸桿16的齒面方程，使得嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度幾何系數(shù)最大，接觸性能評估值最小。

建立回轉(zhuǎn)驅(qū)動結(jié)構(gòu)的包絡(luò)蝸桿16模型后，針對該模型進(jìn)行優(yōu)化，最后使得包絡(luò)蝸桿16具有優(yōu)良的潤滑性能和接觸性能，減小包絡(luò)蝸桿16的摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡(luò)蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡(luò)蝸桿16的承載能力。而且，包絡(luò)蝸桿16的齒面與蝸輪轉(zhuǎn)盤17的齒面之間接觸范圍合理，從而延長其使用壽命。

取中心距75mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1的包絡(luò)蝸桿16貼合所述包絡(luò)蝸桿16的齒面方程，經(jīng)優(yōu)化后得到包絡(luò)蝸桿16的關(guān)鍵幾何參數(shù)和尺寸：中心距75mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1，蝸桿分度圓直徑26.25mm，齒頂高2.166mm，齒根高2.784mm，全齒高4.95mm，齒頂間隙0.618mm，蝸桿齒根圓半徑20.682mm，蝸桿齒頂圓弧半徑30.582mm，蝸桿齒根圓弧半徑64.659mm，蝸桿喉部分度圓導(dǎo)程角6.72°，齒距角9°，主基圓直徑47.25mm，蝸桿包圍蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒數(shù)4.5，蝸桿工作半角18.225°，蝸桿工作長度38.703mm，成型面傾角10°。

本實施例的油膜厚度幾何系數(shù)為12.26，接觸性能評估值為3.94。

所述分感應(yīng)裝置底座上分別設(shè)有啟動激光器的啟動按鈕，當(dāng)感應(yīng)裝置本體1放置在分感應(yīng)裝置底座上時，啟動按鈕按下，激光器啟動。

具體使用所述感應(yīng)裝置前，固定好分感應(yīng)裝置底座后，調(diào)節(jié)所述激光器上下左右轉(zhuǎn)動，直至所述激光器發(fā)射出的激光對準(zhǔn)光學(xué)接收組件。所述總感應(yīng)裝置底座5上設(shè)有指示燈，所述指示燈用于指示光學(xué)接收組件是否接收到激光信號。集成電路具有記憶功能，可儲存分感應(yīng)裝置底座固定于某一位置后所述激光器對應(yīng)光學(xué)接收組件的角度。

如圖4所示，所述距離測量組件13包括準(zhǔn)直鏡、窄帶濾光片18、信號整形電路20、脈沖信號探測器19和時間測量芯片21，經(jīng)過分色片7反射的激光依次經(jīng)過準(zhǔn)直鏡、窄帶濾光片18、脈沖信號探測器19和信號整形電路20，準(zhǔn)直鏡與窄帶濾光片18對激光光譜進(jìn)行濾波處理，減少背景噪音。所述脈沖信號探測器19為雪崩二極管探測器或光電倍增管探測器。當(dāng)脈沖信號探測器19相應(yīng)目標(biāo)光子時，脈沖信號探測器19輸出相應(yīng)的脈沖信號，經(jīng)過信號整形電路20處理后輸出至?xí)r間測量芯片21，通過對定時間隔發(fā)射激光的脈沖信號發(fā)生時刻的精確測量計時，最終測量出激光從感應(yīng)裝置本體1至總感應(yīng)裝置底座5的飛行時間，進(jìn)而得到感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離，得到的距離的數(shù)據(jù)傳輸至紅外發(fā)射組件22，紅外發(fā)射組件22根據(jù)感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離調(diào)整焦距。

所述紅外發(fā)射組件22包括連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)和紅外發(fā)射二極管，所述連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)包括圓筒形殼體、變倍組鏡片、微調(diào)組鏡片、補(bǔ)償組鏡片、變倍組鏡片框架、補(bǔ)償組鏡片框架、微調(diào)組鏡片框架、電機(jī)、微調(diào)齒輪圈和微調(diào)隔圈。所述圓筒形殼體的中段設(shè)有兩組四條對稱的凸輪槽，分別為第一凸輪槽與第二凸輪槽。

所述第一凸輪槽與第二凸輪槽相應(yīng)的凸輪曲線斜率滿足下式：

其中，K_y為第一凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的斜率，K_x為第二凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的斜率，y是第一凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的升距，l′₂＝f′₁-(d+y-x)，f′₂是變倍組的焦距，y、x分別是第一凸輪槽、第二凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的升距，b＝(l′₂-f′₁)-d+x，d是分別設(shè)置于第一凸輪槽與第二凸輪槽的兩個鏡片的距離。

所述變倍組鏡片、補(bǔ)償組鏡片和微調(diào)組鏡片沿光軸依次排列，且所述變倍組鏡片的部分透鏡與微調(diào)組鏡片分別通過鏡片壓圈設(shè)于所述殼體的兩端。

所述變倍組鏡片包括前變倍鏡片和后變倍鏡片，在本實施例中，所述前變倍鏡片為正月牙凸透鏡，所述后變倍鏡片為雙凹透鏡。所述前變倍鏡片固定于圓筒形殼體的最前端，后變倍鏡片安裝于鏡片框架后通過導(dǎo)釘與第二凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述補(bǔ)償組鏡片為平面鏡，所述補(bǔ)償組鏡片安裝于鏡片框架后通過導(dǎo)釘與第一凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述微調(diào)組鏡片為正月牙凸透鏡，所述微調(diào)組鏡片框架夾持所述微調(diào)組鏡片，設(shè)于所述圓筒形殼體的一端。所述電機(jī)提供鏡頭運(yùn)動驅(qū)動力，連接所述變倍組鏡片框架，帶動變倍組鏡片框架移動。所述圓筒形殼體內(nèi)表面與所述微調(diào)組鏡片框架的接觸面沿圓周方向設(shè)置微調(diào)齒輪圈，所述微調(diào)齒輪圈與所述微調(diào)組鏡片框架粘連，且在電機(jī)的帶動下，所述微調(diào)齒輪圈可相對于圓筒形殼體轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動所述微調(diào)齒輪圈可調(diào)整微調(diào)組鏡片與其他鏡片之間的距離。

使用所述連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)可保證實現(xiàn)四倍紅外連續(xù)變焦的同時使得光學(xué)系統(tǒng)在整個變焦過程中能夠平穩(wěn)運(yùn)行，并不會對凸輪產(chǎn)生較大的壓力，磨損凸輪曲線，影響光學(xué)系統(tǒng)精度。

所述紅外發(fā)射二極管依次排列，設(shè)置于所述微調(diào)組鏡片遠(yuǎn)離補(bǔ)償組鏡片的一側(cè)，并根據(jù)感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離調(diào)節(jié)紅外發(fā)射二極管啟動的功率。

所述紅外光學(xué)處理組件12包括紅外接收管，當(dāng)料包位于感應(yīng)裝置本體1感應(yīng)區(qū)域時，紅外發(fā)射組件發(fā)射的紅外線被料包遮擋后反射至光學(xué)接收組件，所述紅外接收管接收到紅外光譜后輸出電信號，切割料包。

進(jìn)行靜態(tài)紅外目標(biāo)測試，固定總感應(yīng)裝置底座5，將分感應(yīng)裝置底座安裝于距離總感應(yīng)裝置底座520cm、50cm、80cm處，將感應(yīng)裝置本體1放置于分感應(yīng)裝置底座上，與感應(yīng)裝置本體1的一側(cè)設(shè)置有擺動裝置，所述擺動裝置的一端設(shè)有模擬物，模擬物間隔移動至感應(yīng)裝置本體1下方20cm處測試感應(yīng)裝置的靈敏度，測試后發(fā)現(xiàn)其成功率為99.6％、97.2％、97.6％。

實施例三

本發(fā)明的裝置，包括感應(yīng)裝置本體1、總感應(yīng)裝置底座5和多個可拆卸的分感應(yīng)裝置底座，如圖1所示，所述感應(yīng)裝置本體1可拆卸地設(shè)置于總感應(yīng)裝置底座5上，而分感應(yīng)裝置底座則安裝于不同位置，方便使用者使用。所述總感應(yīng)裝置底座5連接切刀。所述總感應(yīng)裝置底座5包括光學(xué)接收組件、紅外發(fā)射組件22、距離測量組件13和紅外光學(xué)處理組件12。所述分感應(yīng)裝置底座上分別設(shè)有激光發(fā)射組件6。

如圖2所示，所述光學(xué)接收組件可同時接受激光與紅外線，或者單獨(dú)接收激光或紅外線。所述光學(xué)接收組件包括分色片7、中心開有小孔的平凹透鏡8和與所述平凹透鏡8對稱排列于光軸上的雙曲面凸透鏡9，所述分色片7位于平凹透鏡8遠(yuǎn)離雙曲面凸鏡的一側(cè)。所述光學(xué)接收組件接收到的紅外線和/或激光經(jīng)過反射鏡11以及快速傾斜鏡10的反射后匯聚成平行光，所述平行光射入平凹透鏡8遠(yuǎn)離分色片7的一側(cè)，經(jīng)平凹透鏡8折射射入雙曲面凸鏡，并在雙曲面凸鏡的反射下穿過平凹透鏡8中心的小孔射入分色片7。紅外線的紅外光譜透過所述分色片7進(jìn)入紅外光學(xué)處理組件12，激光經(jīng)過所述分色片7反射進(jìn)入所述距離測量組件13。使用一個光學(xué)接收組件同時接收激光與紅外線，將激光接收裝置與紅外線接收裝置一體化，大大地縮小了感應(yīng)裝置的體積，使得感應(yīng)裝置適應(yīng)不同規(guī)格的總感應(yīng)裝置底座5，而且結(jié)構(gòu)簡單，方便工作人員進(jìn)行檢修工作。

所述激光發(fā)射組件6包括回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)14、集成電路和532nm激光器。所述激光器可接外觸發(fā)信號觸發(fā)激光出射。所述激光器包括激光器頭部、激光控制器和激光觸發(fā)器。所述激光器頭部集成硅PIN光電二極管，可以感應(yīng)發(fā)射主波并直接輸出主波電信號脈沖。所述激光器頭部通過線纜連接所述激光控制器，所述激光控制器提供激光器電源、溫控以及觸發(fā)控制。所述激光觸發(fā)器設(shè)于所述感應(yīng)裝置本體1與所述分感應(yīng)裝置底座的連接處。當(dāng)所述感應(yīng)裝置本體1安裝于所述總感應(yīng)裝置底座5時，所述激光觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)所述激光控制板啟動，觸發(fā)所述激光器頭部間隔發(fā)射激光。

如圖3所示，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)14包括轉(zhuǎn)動軸、支撐架、驅(qū)動電機(jī)、包絡(luò)蝸桿16、蝸輪轉(zhuǎn)盤17和防護(hù)罩。所述驅(qū)動電機(jī)包括第一驅(qū)動電機(jī)15和第二驅(qū)動電機(jī)。所述第一驅(qū)動電機(jī)15安裝于包絡(luò)蝸桿16的一端，驅(qū)動包絡(luò)蝸桿16轉(zhuǎn)動。所述包絡(luò)蝸桿16的齒面與蝸輪轉(zhuǎn)盤17的齒面相嚙合，第一驅(qū)動電機(jī)15驅(qū)動包絡(luò)蝸桿16繞其中心軸轉(zhuǎn)動，包絡(luò)蝸桿16帶動蝸輪轉(zhuǎn)盤17轉(zhuǎn)動。所述轉(zhuǎn)動軸穿過并固定所述激光器，所述轉(zhuǎn)動軸的兩端設(shè)于支撐架上，所述支撐架安裝于蝸輪轉(zhuǎn)盤17的上表面，第一驅(qū)動電機(jī)15轉(zhuǎn)動包絡(luò)蝸桿16，包絡(luò)蝸桿16帶動蝸輪轉(zhuǎn)盤17以及支撐架、激光器轉(zhuǎn)動360度轉(zhuǎn)動。第二驅(qū)動電機(jī)連接所述轉(zhuǎn)動軸，使得激光器可繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，從而調(diào)整激光機(jī)發(fā)射的激光方向。在本實施例中，所述激光器內(nèi)部集成擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡頭，提供高平行度，低發(fā)散度激光。

所述包絡(luò)蝸桿16的齒面方程為

其中，A＝-cosα_dcosθ，B＝-cosα_dsinβsinθ±sinα_dcosβ，C＝-cosα_dcosβsinθ±sinα_dsinβ,D＝r_dcosθ-a₀，E＝r_dsinβsinθ±0.5S_acosβ,F＝-r_dcosβsinθ±0.5S_acosβ,n_x＝sinα_dcosθ,n_y＝sinαsinθsinβ+cosα_dcosβ，n_z＝-sinα_dsinθcosβ+cosα_dsinβ，α_d為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪齒形角，r_d為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪半徑，S_a為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪頂寬，β為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪傾斜角，為蝸桿的轉(zhuǎn)角。

式中有三個待確定的變量：加工過程中刀座回轉(zhuǎn)角度嚙合點(diǎn)P沿砂輪側(cè)面方向離砂輪頂部的距離u以及嚙合點(diǎn)P所在的砂輪軸截面與i_a的夾角θ。

在加工的工作區(qū)間內(nèi)選定一個值，然后在全齒高數(shù)值范圍內(nèi)選定一個u的值，根據(jù)包絡(luò)蝸桿16的齒面方程可得出變量θ。對包絡(luò)蝸桿16的齒面方程作牛頓迭代求解：由加工的實際情況可以判斷，滿足包絡(luò)蝸桿16的齒面方程的θ值處在180°附近，因此在170°至190°范圍內(nèi)得到一組滿足包絡(luò)蝸桿16的齒面方程的取值將得到的代入式中即可得到在包絡(luò)蝸桿16上的一個接觸點(diǎn)。對應(yīng)于同一個值，將u在全齒高范圍取不同的值，可以由依次共軛條件方程接觸不同的θ值，這樣就能得到多個接觸點(diǎn)，將接觸點(diǎn)相連即可組成一條接觸線。最后對應(yīng)于不同的值，可求出不同的接觸線，這些接觸線就組成了蝸桿螺旋面。

包絡(luò)蝸桿16的失效形式有整體失效和齒面失效兩種，包絡(luò)蝸桿16的整體失效往往是由于在傳動的過程中經(jīng)受嚴(yán)重的沖擊或者短期的過載，或者沿接觸線有比較嚴(yán)重的載荷集中。包絡(luò)蝸桿16的齒面失效包括接觸疲勞點(diǎn)蝕、膠合、磨損、折斷等。而包絡(luò)蝸桿16的整體失效與齒面失效均于包絡(luò)蝸桿16的接觸性能和潤滑性能有密切關(guān)系，因此，從包絡(luò)蝸桿16的接觸性能和潤滑性能觸發(fā)評價包絡(luò)蝸桿16的性能。

優(yōu)良的潤滑性能能夠減小摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡(luò)蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡(luò)蝸桿16的承載能力，從而達(dá)到延長其使用壽命的效果。獲得優(yōu)良的潤滑性能，其本質(zhì)上是在蝸桿和渦輪的齒面間建立起一定厚度的潤滑油膜，確保齒面在很大壓強(qiáng)下，仍然能夠處于液體潤滑的環(huán)境，或者至少在半液體潤滑的環(huán)境下工作。

對包絡(luò)蝸桿16潤滑性能的評估：根據(jù)彈性流體動壓潤滑理論和道森公式設(shè)定油膜厚度幾何系數(shù)來對油膜厚度進(jìn)行評估。

k_h＝v_n^0.7/(K_12N^0.43)

v_n是相對卷吸速度，v_n由下列公式計算得到其中，(v₁)_o1和(v₂)_o1是嚙合點(diǎn)處包絡(luò)蝸桿16和蝸輪轉(zhuǎn)盤17的速度，(N)_o1是包絡(luò)蝸桿16瞬時接觸線上任一點(diǎn)處的法矢量，|N|＝(N_ξ²+N_η²)^0.5。

而且，由于在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度最小，因此選擇在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度評價包絡(luò)蝸桿16的性能。

優(yōu)良的接觸性能是指包絡(luò)蝸桿16上接觸線的分布不可過寬，也不可過窄，當(dāng)接觸線分布不可過寬，也不可過窄。當(dāng)接觸線分布過寬時，包絡(luò)蝸桿16工作起始角處的接觸線處于包絡(luò)蝸桿16齒面的外側(cè)，表明包絡(luò)蝸桿16與蝸輪轉(zhuǎn)盤17之間的嚙合齒數(shù)較少。反之，接觸線分布過窄時，接觸線會趨向集中在蝸輪轉(zhuǎn)盤17的中心對稱面上，這將導(dǎo)致蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒面的強(qiáng)度降低。

對包絡(luò)蝸桿16接觸性能的評估：以工作起始角對應(yīng)的一次接觸線在蝸輪轉(zhuǎn)盤17分度圓上的接觸點(diǎn)為對象來建立接觸性能評估值f(x)＝||z₁|-b₂/2|，其中，|z₁|為上述特定一次接觸點(diǎn)到蝸輪轉(zhuǎn)盤17中心對稱面的距離，b₂為蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒寬。

利用優(yōu)化軟件優(yōu)化包絡(luò)蝸桿16的齒面方程，使得嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度幾何系數(shù)最大，接觸性能評估值最小

建立回轉(zhuǎn)驅(qū)動結(jié)構(gòu)的包絡(luò)蝸桿16模型后，針對該模型進(jìn)行優(yōu)化，最后使得包絡(luò)蝸桿16具有優(yōu)良的潤滑性能和接觸性能，減小包絡(luò)蝸桿16的摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡(luò)蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡(luò)蝸桿16的承載能力。而且，包絡(luò)蝸桿16的齒面與蝸輪轉(zhuǎn)盤17的齒面之間接觸范圍合理，從而延長其使用壽命。

取中心距70mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1的包絡(luò)蝸桿16貼合所述包絡(luò)蝸桿16的齒面方程，經(jīng)優(yōu)化后得到包絡(luò)蝸桿16的關(guān)鍵幾何參數(shù)和尺寸：中心距70mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1，蝸桿分度圓直徑27.75mm，，齒頂高2.139mm，齒根高2.751mm，全齒高4.89mm，齒頂間隙0.611mm，蝸桿齒根圓半徑22.248mm，蝸桿齒頂圓弧半徑32.028mm，蝸桿齒根圓弧半徑63.876mm，蝸桿喉部分度圓導(dǎo)程角6.28°，齒距角9°，主基圓直徑46.5mm，蝸桿包圍蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒數(shù)4.5，蝸桿工作半角18.225°，蝸桿工作長度38.234mm，成型面傾角10.5°。

本實施例的油膜厚度幾何系數(shù)為13.80，接觸性能評估值為1.87。

所述分感應(yīng)裝置底座上分別設(shè)有啟動激光器的啟動按鈕，當(dāng)感應(yīng)裝置本體1放置在分感應(yīng)裝置底座上時，啟動按鈕按下，激光器啟動。

具體使用所述感應(yīng)裝置前，固定好分感應(yīng)裝置底座后，調(diào)節(jié)所述激光器上下左右轉(zhuǎn)動，直至所述激光器發(fā)射出的激光對準(zhǔn)光學(xué)接收組件。所述總感應(yīng)裝置底座5上設(shè)有指示燈，所述指示燈用于指示光學(xué)接收組件是否接收到激光信號。集成電路具有記憶功能，可儲存分感應(yīng)裝置底座固定于某一位置后所述激光器對應(yīng)光學(xué)接收組件的角度。

如圖4所示，所述距離測量組件13包括準(zhǔn)直鏡、窄帶濾光片18、信號整形電路20、脈沖信號探測器19和時間測量芯片21，經(jīng)過分色片7反射的激光依次經(jīng)過準(zhǔn)直鏡、窄帶濾光片18、脈沖信號探測器19和信號整形電路20，準(zhǔn)直鏡與窄帶濾光片18對激光光譜進(jìn)行濾波處理，減少背景噪音。所述脈沖信號探測器19為雪崩二極管探測器或光電倍增管探測器。當(dāng)脈沖信號探測器19相應(yīng)目標(biāo)光子時，脈沖信號探測器19輸出相應(yīng)的脈沖信號，經(jīng)過信號整形電路20處理后輸出至?xí)r間測量芯片21，通過對定時間隔發(fā)射激光的脈沖信號發(fā)生時刻的精確測量計時，最終測量出激光從感應(yīng)裝置本體1至總感應(yīng)裝置底座5的飛行時間，進(jìn)而得到感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離，得到的距離的數(shù)據(jù)傳輸至紅外發(fā)射組件22，紅外發(fā)射組件22根據(jù)感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離調(diào)整焦距。

所述紅外發(fā)射組件22包括連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)和紅外發(fā)射二極管，所述連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)包括圓筒形殼體、變倍組鏡片、微調(diào)組鏡片、補(bǔ)償組鏡片、變倍組鏡片框架、補(bǔ)償組鏡片框架、微調(diào)組鏡片框架、電機(jī)、微調(diào)齒輪圈和微調(diào)隔圈。所述圓筒形殼體的中段設(shè)有兩組四條對稱的凸輪槽，分別為第一凸輪槽與第二凸輪槽。

所述第一凸輪槽與第二凸輪槽相應(yīng)的凸輪曲線斜率滿足下式：

其中，K_y為第一凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的斜率，K_x為第二凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的斜率，y是第一凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的升距，l′₂＝f′₁-(d+y-x)，f′₂是變倍組的焦距，y、x分別是第一凸輪槽、第二凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的升距，b＝(l′₂-f′₁)-d+x，d是分別設(shè)置于第一凸輪槽與第二凸輪槽的兩個鏡片的距離。

所述變倍組鏡片、補(bǔ)償組鏡片和微調(diào)組鏡片沿光軸依次排列，且所述變倍組鏡片的部分透鏡與微調(diào)組鏡片分別通過鏡片壓圈設(shè)于所述殼體的兩端。

所述變倍組鏡片包括前變倍鏡片和后變倍鏡片，在本實施例中，所述前變倍鏡片為正月牙凸透鏡，所述后變倍鏡片為雙凹透鏡。所述前變倍鏡片固定于圓筒形殼體的最前端，后變倍鏡片安裝于鏡片框架后通過導(dǎo)釘與第二凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述補(bǔ)償組鏡片為平面鏡，所述補(bǔ)償組鏡片安裝于鏡片框架后通過導(dǎo)釘與第一凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述微調(diào)組鏡片為正月牙凸透鏡，所述微調(diào)組鏡片框架夾持所述微調(diào)組鏡片，設(shè)于所述圓筒形殼體的一端。所述電機(jī)提供鏡頭運(yùn)動驅(qū)動力，連接所述變倍組鏡片框架，帶動變倍組鏡片框架移動。所述圓筒形殼體內(nèi)表面與所述微調(diào)組鏡片框架的接觸面沿圓周方向設(shè)置微調(diào)齒輪圈，所述微調(diào)齒輪圈與所述微調(diào)組鏡片框架粘連，且在電機(jī)的帶動下，所述微調(diào)齒輪圈可相對于圓筒形殼體轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動所述微調(diào)齒輪圈可調(diào)整微調(diào)組鏡片與其他鏡片之間的距離。

使用所述連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)可保證實現(xiàn)四倍紅外連續(xù)變焦的同時使得光學(xué)系統(tǒng)在整個變焦過程中能夠平穩(wěn)運(yùn)行，并不會對凸輪產(chǎn)生較大的壓力，磨損凸輪曲線，影響光學(xué)系統(tǒng)精度。

所述紅外發(fā)射二極管依次排列，設(shè)置于所述微調(diào)組鏡片遠(yuǎn)離補(bǔ)償組鏡片的一側(cè)，并根據(jù)感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離調(diào)節(jié)紅外發(fā)射二極管啟動的功率。

所述紅外光學(xué)處理組件12包括紅外接收管，當(dāng)料包位于感應(yīng)裝置本體1感應(yīng)區(qū)域時，紅外發(fā)射組件發(fā)射的紅外線被料包遮擋后反射至光學(xué)接收組件，所述紅外接收管接收到紅外光譜后輸出電信號，切割料包。

進(jìn)行靜態(tài)紅外目標(biāo)測試，固定總感應(yīng)裝置底座5，將分感應(yīng)裝置底座安裝于距離總感應(yīng)裝置底座520cm、50cm、80cm處，將感應(yīng)裝置本體1放置于分感應(yīng)裝置底座上，與感應(yīng)裝置本體1的一側(cè)設(shè)置有擺動裝置，所述擺動裝置的一端設(shè)有模擬物，模擬物間隔移動至感應(yīng)裝置本體1下方20cm處測試感應(yīng)裝置的靈敏度，測試后發(fā)現(xiàn)其成功率為98.3％、99.8％、97.3％。

實施例四

本發(fā)明的裝置，包括感應(yīng)裝置本體1、總感應(yīng)裝置底座5和多個可拆卸的分感應(yīng)裝置底座，如圖1所示，所述感應(yīng)裝置本體1可拆卸地設(shè)置于總感應(yīng)裝置底座5上，而分感應(yīng)裝置底座則安裝于不同位置，方便使用者使用。所述總感應(yīng)裝置底座5連接切刀。所述總感應(yīng)裝置底座5包括光學(xué)接收組件、紅外發(fā)射組件22、距離測量組件13和紅外光學(xué)處理組件12。所述分感應(yīng)裝置底座上分別設(shè)有激光發(fā)射組件6。

如圖2所示，所述光學(xué)接收組件可同時接受激光與紅外線，或者單獨(dú)接收激光或紅外線。所述光學(xué)接收組件包括分色片7、中心開有小孔的平凹透鏡8和與所述平凹透鏡8對稱排列于光軸上的雙曲面凸透鏡9，所述分色片7位于平凹透鏡8遠(yuǎn)離雙曲面凸鏡的一側(cè)。所述光學(xué)接收組件接收到的紅外線和/或激光經(jīng)過反射鏡11以及快速傾斜鏡10的反射后匯聚成平行光，所述平行光射入平凹透鏡8遠(yuǎn)離分色片7的一側(cè)，經(jīng)平凹透鏡8折射射入雙曲面凸鏡，并在雙曲面凸鏡的反射下穿過平凹透鏡8中心的小孔射入分色片7。紅外線的紅外光譜透過所述分色片7進(jìn)入紅外光學(xué)處理組件12，激光經(jīng)過所述分色片7反射進(jìn)入所述距離測量組件13。使用一個光學(xué)接收組件同時接收激光與紅外線，將激光接收裝置與紅外線接收裝置一體化，大大地縮小了感應(yīng)裝置的體積，使得感應(yīng)裝置適應(yīng)不同規(guī)格的總感應(yīng)裝置底座5，而且結(jié)構(gòu)簡單，方便工作人員進(jìn)行檢修工作。

所述激光發(fā)射組件6包括回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)14、集成電路和532nm激光器。所述激光器可接外觸發(fā)信號觸發(fā)激光出射。所述激光器包括激光器頭部、激光控制器和激光觸發(fā)器。所述激光器頭部集成硅PIN光電二極管，可以感應(yīng)發(fā)射主波并直接輸出主波電信號脈沖。所述激光器頭部通過線纜連接所述激光控制器，所述激光控制器提供激光器電源、溫控以及觸發(fā)控制。所述激光觸發(fā)器設(shè)于所述感應(yīng)裝置本體1與所述分感應(yīng)裝置底座的連接處。當(dāng)所述感應(yīng)裝置本體1安裝于所述總感應(yīng)裝置底座5時，所述激光觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)所述激光控制板啟動，觸發(fā)所述激光器頭部間隔發(fā)射激光。

如圖3所示，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)14包括轉(zhuǎn)動軸、支撐架、驅(qū)動電機(jī)、包絡(luò)蝸桿16、蝸輪轉(zhuǎn)盤17和防護(hù)罩。所述驅(qū)動電機(jī)包括第一驅(qū)動電機(jī)15和第二驅(qū)動電機(jī)。所述第一驅(qū)動電機(jī)15安裝于包絡(luò)蝸桿16的一端，驅(qū)動包絡(luò)蝸桿16轉(zhuǎn)動。所述包絡(luò)蝸桿16的齒面與蝸輪轉(zhuǎn)盤17的齒面相嚙合，第一驅(qū)動電機(jī)15驅(qū)動包絡(luò)蝸桿16繞其中心軸轉(zhuǎn)動，包絡(luò)蝸桿16帶動蝸輪轉(zhuǎn)盤17轉(zhuǎn)動。所述轉(zhuǎn)動軸穿過并固定所述激光器，所述轉(zhuǎn)動軸的兩端設(shè)于支撐架上，所述支撐架安裝于蝸輪轉(zhuǎn)盤17的上表面，第一驅(qū)動電機(jī)15轉(zhuǎn)動包絡(luò)蝸桿16，包絡(luò)蝸桿16帶動蝸輪轉(zhuǎn)盤17以及支撐架、激光器轉(zhuǎn)動360度轉(zhuǎn)動。第二驅(qū)動電機(jī)連接所述轉(zhuǎn)動軸，使得激光器可繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，從而調(diào)整激光機(jī)發(fā)射的激光方向。在本實施例中，所述激光器內(nèi)部集成擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡頭，提供高平行度，低發(fā)散度激光。

所述包絡(luò)蝸桿16的齒面方程為

其中，A＝-cosα_dcosθ，B＝-cosα_dsinβsinθ±sinα_dcosβ，C＝-cosα_dcosβsinθ±sinα_dsinβ,D＝r_dcosθ-a₀，E＝r_dsinβsinθ±0.5S_acosβ,F＝-r_dcosβsinθ±0.5S_acosβ,n_x＝sinα_dcosθ,n_y＝sinαsinθsinβ+cosα_dcosβ，n_z＝-sinα_dsinθcosβ+cosα_dsinβ，α_d為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪齒形角，r_d為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪半徑，S_a為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪頂寬，β為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪傾斜角，為蝸桿的轉(zhuǎn)角。

式中有三個待確定的變量：加工過程中刀座回轉(zhuǎn)角度嚙合點(diǎn)P沿砂輪側(cè)面方向離砂輪頂部的距離u以及嚙合點(diǎn)P所在的砂輪軸截面與i_a的夾角θ。

在加工的工作區(qū)間內(nèi)選定一個值，然后在全齒高數(shù)值范圍內(nèi)選定一個u的值，根據(jù)包絡(luò)蝸桿16的齒面方程可得出變量θ。對包絡(luò)蝸桿16的齒面方程作牛頓迭代求解：由加工的實際情況可以判斷，滿足包絡(luò)蝸桿16的齒面方程的θ值處在180°附近，因此在170°至190°范圍內(nèi)得到一組滿足包絡(luò)蝸桿16的齒面方程的取值將得到的代入式中即可得到在包絡(luò)蝸桿16上的一個接觸點(diǎn)。對應(yīng)于同一個值，將u在全齒高范圍取不同的值，可以由依次共軛條件方程接觸不同的θ值，這樣就能得到多個接觸點(diǎn)，將接觸點(diǎn)相連即可組成一條接觸線。最后對應(yīng)于不同的值，可求出不同的接觸線，這些接觸線就組成了蝸桿螺旋面。

包絡(luò)蝸桿16的失效形式有整體失效和齒面失效兩種，包絡(luò)蝸桿16的整體失效往往是由于在傳動的過程中經(jīng)受嚴(yán)重的沖擊或者短期的過載，或者沿接觸線有比較嚴(yán)重的載荷集中。包絡(luò)蝸桿16的齒面失效包括接觸疲勞點(diǎn)蝕、膠合、磨損、折斷等。而包絡(luò)蝸桿16的整體失效與齒面失效均于包絡(luò)蝸桿16的接觸性能和潤滑性能有密切關(guān)系，因此，從包絡(luò)蝸桿16的接觸性能和潤滑性能觸發(fā)評價包絡(luò)蝸桿16的性能。

優(yōu)良的潤滑性能能夠減小摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡(luò)蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡(luò)蝸桿16的承載能力，從而達(dá)到延長其使用壽命的效果。獲得優(yōu)良的潤滑性能，其本質(zhì)上是在蝸桿和渦輪的齒面間建立起一定厚度的潤滑油膜，確保齒面在很大壓強(qiáng)下，仍然能夠處于液體潤滑的環(huán)境，或者至少在半液體潤滑的環(huán)境下工作。

對包絡(luò)蝸桿16潤滑性能的評估：根據(jù)彈性流體動壓潤滑理論和道森公式設(shè)定油膜厚度幾何系數(shù)來對油膜厚度進(jìn)行評估。

k_h＝v_n^0.7/(K_12N^0.43)

v_n是相對卷吸速度，v_n由下列公式計算得到其中，(v₁)_o1和(v₂)_o1是嚙合點(diǎn)處包絡(luò)蝸桿16和蝸輪轉(zhuǎn)盤17的速度，(N)_o1是包絡(luò)蝸桿16瞬時接觸線上任一點(diǎn)處的法矢量，|N|＝(N_ξ²+N_η²)^0.5。

而且，由于在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度最小，因此選擇在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度評價包絡(luò)蝸桿16的性能。

優(yōu)良的接觸性能是指包絡(luò)蝸桿16上接觸線的分布不可過寬，也不可過窄，當(dāng)接觸線分布不可過寬，也不可過窄。當(dāng)接觸線分布過寬時，包絡(luò)蝸桿16工作起始角處的接觸線處于包絡(luò)蝸桿16齒面的外側(cè)，表明包絡(luò)蝸桿16與蝸輪轉(zhuǎn)盤17之間的嚙合齒數(shù)較少。反之，接觸線分布過窄時，接觸線會趨向集中在蝸輪轉(zhuǎn)盤17的中心對稱面上，這將導(dǎo)致蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒面的強(qiáng)度降低。

對包絡(luò)蝸桿16接觸性能的評估：以工作起始角對應(yīng)的一次接觸線在蝸輪轉(zhuǎn)盤17分度圓上的接觸點(diǎn)為對象來建立接觸性能評估值f(x)＝||z₁|-b₂/2|，其中，|z₁|為上述特定一次接觸點(diǎn)到蝸輪轉(zhuǎn)盤17中心對稱面的距離，b₂為蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒寬。

利用優(yōu)化軟件優(yōu)化包絡(luò)蝸桿16的齒面方程，使得嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度幾何系數(shù)最大，接觸性能評估值最小。

建立回轉(zhuǎn)驅(qū)動結(jié)構(gòu)的包絡(luò)蝸桿16模型后，針對該模型進(jìn)行優(yōu)化，最后使得包絡(luò)蝸桿16具有優(yōu)良的潤滑性能和接觸性能，減小包絡(luò)蝸桿16的摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡(luò)蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡(luò)蝸桿16的承載能力。而且，包絡(luò)蝸桿16的齒面與蝸輪轉(zhuǎn)盤17的齒面之間接觸范圍合理，從而延長其使用壽命。

取中心距65mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1的包絡(luò)蝸桿16貼合所述包絡(luò)蝸桿16的齒面方程，經(jīng)優(yōu)化后得到包絡(luò)蝸桿16的關(guān)鍵幾何參數(shù)和尺寸：中心距65mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1，蝸桿分度圓直徑24.36mm，，齒頂高1.856mm，齒根高2.426mm，全齒高3.59mm，齒頂間隙0.4121mm，蝸桿齒根圓半徑21.351mm，蝸桿齒頂圓弧半徑28.103mm，蝸桿齒根圓弧半徑61.367mm，蝸桿喉部分度圓導(dǎo)程角4.36°，齒距角9°，主基圓直徑38.12mm，蝸桿包圍蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒數(shù)5，蝸桿工作半角16.358°，蝸桿工作長度29.569mm，成型面傾角9.62°。

本實施例的油膜厚度幾何系數(shù)為14.21，接觸性能評估值為1.76。

所述分感應(yīng)裝置底座上分別設(shè)有啟動激光器的啟動按鈕，當(dāng)感應(yīng)裝置本體1放置在分感應(yīng)裝置底座上時，啟動按鈕按下，激光器啟動。

具體使用所述感應(yīng)裝置前，固定好分感應(yīng)裝置底座后，調(diào)節(jié)所述激光器上下左右轉(zhuǎn)動，直至所述激光器發(fā)射出的激光對準(zhǔn)光學(xué)接收組件。所述總感應(yīng)裝置底座5上設(shè)有指示燈，所述指示燈用于指示光學(xué)接收組件是否接收到激光信號。集成電路具有記憶功能，可儲存分感應(yīng)裝置底座固定于某一位置后所述激光器對應(yīng)光學(xué)接收組件的角度。

如圖4所示，所述距離測量組件13包括準(zhǔn)直鏡、窄帶濾光片18、信號整形電路20、脈沖信號探測器19和時間測量芯片21，經(jīng)過分色片7反射的激光依次經(jīng)過準(zhǔn)直鏡、窄帶濾光片18、脈沖信號探測器19和信號整形電路20，準(zhǔn)直鏡與窄帶濾光片18對激光光譜進(jìn)行濾波處理，減少背景噪音。所述脈沖信號探測器19為雪崩二極管探測器或光電倍增管探測器。當(dāng)脈沖信號探測器19相應(yīng)目標(biāo)光子時，脈沖信號探測器19輸出相應(yīng)的脈沖信號，經(jīng)過信號整形電路20處理后輸出至?xí)r間測量芯片21，通過對定時間隔發(fā)射激光的脈沖信號發(fā)生時刻的精確測量計時，最終測量出激光從感應(yīng)裝置本體1至總感應(yīng)裝置底座5的飛行時間，進(jìn)而得到感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離，得到的距離的數(shù)據(jù)傳輸至紅外發(fā)射組件22，紅外發(fā)射組件22根據(jù)感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離調(diào)整焦距。

所述紅外發(fā)射組件22包括連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)和紅外發(fā)射二極管，所述連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)包括圓筒形殼體、變倍組鏡片、微調(diào)組鏡片、補(bǔ)償組鏡片、變倍組鏡片框架、補(bǔ)償組鏡片框架、微調(diào)組鏡片框架、電機(jī)、微調(diào)齒輪圈和微調(diào)隔圈。所述圓筒形殼體的中段設(shè)有兩組四條對稱的凸輪槽，分別為第一凸輪槽與第二凸輪槽。

所述第一凸輪槽與第二凸輪槽相應(yīng)的凸輪曲線斜率滿足下式：

其中，K_y為第一凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的斜率，K_x為第二凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的斜率，y是第一凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的升距，l′₂＝f′₁-(d+y-x)，f′₂是變倍組的焦距，y、x分別是第一凸輪槽、第二凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的升距，b＝(l′₂-f′₁)-d+x，d是分別設(shè)置于第一凸輪槽與第二凸輪槽的兩個鏡片的距離。

所述變倍組鏡片、補(bǔ)償組鏡片和微調(diào)組鏡片沿光軸依次排列，且所述變倍組鏡片的部分透鏡與微調(diào)組鏡片分別通過鏡片壓圈設(shè)于所述殼體的兩端。

所述變倍組鏡片包括前變倍鏡片和后變倍鏡片，在本實施例中，所述前變倍鏡片為正月牙凸透鏡，所述后變倍鏡片為雙凹透鏡。所述前變倍鏡片固定于圓筒形殼體的最前端，后變倍鏡片安裝于鏡片框架后通過導(dǎo)釘與第二凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述補(bǔ)償組鏡片為平面鏡，所述補(bǔ)償組鏡片安裝于鏡片框架后通過導(dǎo)釘與第一凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述微調(diào)組鏡片為正月牙凸透鏡，所述微調(diào)組鏡片框架夾持所述微調(diào)組鏡片，設(shè)于所述圓筒形殼體的一端。所述電機(jī)提供鏡頭運(yùn)動驅(qū)動力，連接所述變倍組鏡片框架，帶動變倍組鏡片框架移動。所述圓筒形殼體內(nèi)表面與所述微調(diào)組鏡片框架的接觸面沿圓周方向設(shè)置微調(diào)齒輪圈，所述微調(diào)齒輪圈與所述微調(diào)組鏡片框架粘連，且在電機(jī)的帶動下，所述微調(diào)齒輪圈可相對于圓筒形殼體轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動所述微調(diào)齒輪圈可調(diào)整微調(diào)組鏡片與其他鏡片之間的距離。

使用所述連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)可保證實現(xiàn)四倍紅外連續(xù)變焦的同時使得光學(xué)系統(tǒng)在整個變焦過程中能夠平穩(wěn)運(yùn)行，并不會對凸輪產(chǎn)生較大的壓力，磨損凸輪曲線，影響光學(xué)系統(tǒng)精度。

所述紅外發(fā)射二極管依次排列，設(shè)置于所述微調(diào)組鏡片遠(yuǎn)離補(bǔ)償組鏡片的一側(cè)，并根據(jù)感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離調(diào)節(jié)紅外發(fā)射二極管啟動的功率。

所述紅外光學(xué)處理組件12包括紅外接收管，當(dāng)料包位于感應(yīng)裝置本體1感應(yīng)區(qū)域時，紅外發(fā)射組件發(fā)射的紅外線被料包遮擋后反射至光學(xué)接收組件，所述紅外接收管接收到紅外光譜后輸出電信號，切割料包。

進(jìn)行靜態(tài)紅外目標(biāo)測試，固定總感應(yīng)裝置底座5，將分感應(yīng)裝置底座安裝于距離總感應(yīng)裝置底座520cm、50cm、80cm處，將感應(yīng)裝置本體1放置于分感應(yīng)裝置底座上，與感應(yīng)裝置本體1的一側(cè)設(shè)置有擺動裝置，所述擺動裝置的一端設(shè)有模擬物，模擬物間隔移動至感應(yīng)裝置本體1下方20cm處測試感應(yīng)裝置的靈敏度，測試后發(fā)現(xiàn)其成功率為98.2％、97.3％、99.3％。

實施例五

本發(fā)明的裝置，包括感應(yīng)裝置本體1、總感應(yīng)裝置底座5和多個可拆卸的分感應(yīng)裝置底座，如圖1所示，所述感應(yīng)裝置本體1可拆卸地設(shè)置于總感應(yīng)裝置底座5上，而分感應(yīng)裝置底座則安裝于不同位置，方便使用者使用。所述總感應(yīng)裝置底座5連接切刀。所述總感應(yīng)裝置底座5包括光學(xué)接收組件、紅外發(fā)射組件22、距離測量組件13和紅外光學(xué)處理組件12。所述分感應(yīng)裝置底座上分別設(shè)有激光發(fā)射組件6。

如圖2所示，所述光學(xué)接收組件可同時接受激光與紅外線，或者單獨(dú)接收激光或紅外線。所述光學(xué)接收組件包括分色片7、中心開有小孔的平凹透鏡8和與所述平凹透鏡8對稱排列于光軸上的雙曲面凸透鏡9，所述分色片7位于平凹透鏡8遠(yuǎn)離雙曲面凸鏡的一側(cè)。所述光學(xué)接收組件接收到的紅外線和/或激光經(jīng)過反射鏡11以及快速傾斜鏡10的反射后匯聚成平行光，所述平行光射入平凹透鏡8遠(yuǎn)離分色片7的一側(cè)，經(jīng)平凹透鏡8折射射入雙曲面凸鏡，并在雙曲面凸鏡的反射下穿過平凹透鏡8中心的小孔射入分色片7。紅外線的紅外光譜透過所述分色片7進(jìn)入紅外光學(xué)處理組件12，激光經(jīng)過所述分色片7反射進(jìn)入所述距離測量組件13。使用一個光學(xué)接收組件同時接收激光與紅外線，將激光接收裝置與紅外線接收裝置一體化，大大地縮小了感應(yīng)裝置的體積，使得感應(yīng)裝置適應(yīng)不同規(guī)格的總感應(yīng)裝置底座5，而且結(jié)構(gòu)簡單，方便工作人員進(jìn)行檢修工作。

所述激光發(fā)射組件6包括回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)14、集成電路和532nm激光器。所述激光器可接外觸發(fā)信號觸發(fā)激光出射。所述激光器包括激光器頭部、激光控制器和激光觸發(fā)器。所述激光器頭部集成硅PIN光電二極管，可以感應(yīng)發(fā)射主波并直接輸出主波電信號脈沖。所述激光器頭部通過線纜連接所述激光控制器，所述激光控制器提供激光器電源、溫控以及觸發(fā)控制。所述激光觸發(fā)器設(shè)于所述感應(yīng)裝置本體1與所述分感應(yīng)裝置底座的連接處。當(dāng)所述感應(yīng)裝置本體1安裝于所述總感應(yīng)裝置底座5時，所述激光觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)所述激光控制板啟動，觸發(fā)所述激光器頭部間隔發(fā)射激光。

如圖3所示，所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)14包括轉(zhuǎn)動軸、支撐架、驅(qū)動電機(jī)、包絡(luò)蝸桿16、蝸輪轉(zhuǎn)盤17和防護(hù)罩。所述驅(qū)動電機(jī)包括第一驅(qū)動電機(jī)15和第二驅(qū)動電機(jī)。所述第一驅(qū)動電機(jī)15安裝于包絡(luò)蝸桿16的一端，驅(qū)動包絡(luò)蝸桿16轉(zhuǎn)動。所述包絡(luò)蝸桿16的齒面與蝸輪轉(zhuǎn)盤17的齒面相嚙合，第一驅(qū)動電機(jī)15驅(qū)動包絡(luò)蝸桿16繞其中心軸轉(zhuǎn)動，包絡(luò)蝸桿16帶動蝸輪轉(zhuǎn)盤17轉(zhuǎn)動。所述轉(zhuǎn)動軸穿過并固定所述激光器，所述轉(zhuǎn)動軸的兩端設(shè)于支撐架上，所述支撐架安裝于蝸輪轉(zhuǎn)盤17的上表面，第一驅(qū)動電機(jī)15轉(zhuǎn)動包絡(luò)蝸桿16，包絡(luò)蝸桿16帶動蝸輪轉(zhuǎn)盤17以及支撐架、激光器轉(zhuǎn)動360度轉(zhuǎn)動。第二驅(qū)動電機(jī)連接所述轉(zhuǎn)動軸，使得激光器可繞轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動，從而調(diào)整激光機(jī)發(fā)射的激光方向。在本實施例中，所述激光器內(nèi)部集成擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡頭，提供高平行度，低發(fā)散度激光。

所述包絡(luò)蝸桿16的齒面方程為

其中，A＝-cosα_dcosθ，B＝-cosα_dsinβsinθ±sinα_dcosβ，C＝-cosα_dcosβsinθ±sinα_dsinβ,D＝r_dcosθ-a₀，E＝r_dsinβsinθ±0.5S_acosβ,F＝-r_dcosβsinθ±0.5S_acosβ,n_x＝sinα_dcosθ,n_y＝sinαsinθsinβ+cosα_dcosβ，n_z＝-sinα_dsinθcosβ+cosα_dsinβ，α_d為加工包絡(luò)蝸桿16 的砂輪齒形角，r_d為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪半徑，S_a為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪頂寬，β為加工包絡(luò)蝸桿16的砂輪傾斜角，為蝸桿的轉(zhuǎn)角。

式中有三個待確定的變量：加工過程中刀座回轉(zhuǎn)角度嚙合點(diǎn)P沿砂輪側(cè)面方向離砂輪頂部的距離u以及嚙合點(diǎn)P所在的砂輪軸截面與i_a的夾角θ。

在加工的工作區(qū)間內(nèi)選定一個值，然后在全齒高數(shù)值范圍內(nèi)選定一個u的值，根據(jù)包絡(luò)蝸桿16的齒面方程可得出變量θ。對包絡(luò)蝸桿16的齒面方程作牛頓迭代求解：由加工的實際情況可以判斷，滿足包絡(luò)蝸桿16的齒面方程的θ值處在180°附近，因此在170°至190°范圍內(nèi)得到一組滿足包絡(luò)蝸桿16的齒面方程的取值將得到的代入式中即可得到在包絡(luò)蝸桿16上的一個接觸點(diǎn)。對應(yīng)于同一個值，將u在全齒高范圍取不同的值，可以由依次共軛條件方程接觸不同的θ值，這樣就能得到多個接觸點(diǎn)，將接觸點(diǎn)相連即可組成一條接觸線。最后對應(yīng)于不同的值，可求出不同的接觸線，這些接觸線就組成了蝸桿螺旋面。

包絡(luò)蝸桿16的失效形式有整體失效和齒面失效兩種，包絡(luò)蝸桿16的整體失效往往是由于在傳動的過程中經(jīng)受嚴(yán)重的沖擊或者短期的過載，或者沿接觸線有比較嚴(yán)重的載荷集中。包絡(luò)蝸桿16的齒面失效包括接觸疲勞點(diǎn)蝕、膠合、磨損、折斷等。而包絡(luò)蝸桿16的整體失效與齒面失效均于包絡(luò)蝸桿16的接觸性能和潤滑性能有密切關(guān)系，因此，從包絡(luò)蝸桿16的接觸性能和潤滑性能觸發(fā)評價包絡(luò)蝸桿16的性能。

優(yōu)良的潤滑性能能夠減小摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡(luò)蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡(luò)蝸桿16的承載能力，從而達(dá)到延長其使用壽命的效果。獲得優(yōu)良的潤滑性能，其本質(zhì)上是在蝸桿和渦輪的齒面間建立起一定厚度的潤滑油膜，確保齒面在很大壓強(qiáng)下，仍然能夠處于液體潤滑的環(huán)境，或者至少在半液體潤滑的環(huán)境下工作。

對包絡(luò)蝸桿16潤滑性能的評估：根據(jù)彈性流體動壓潤滑理論和道森公式設(shè)定油膜厚度幾何系數(shù)來對油膜厚度進(jìn)行評估。

k_h＝v_n^0.7/(K_12N^0.43)

v_n是相對卷吸速度，v_n由下列公式計算得到其中，(v₁)_o1和(v₂)_o1是嚙合點(diǎn)處包絡(luò)蝸桿16和蝸輪轉(zhuǎn)盤17的速度，(N)_o1是包絡(luò)蝸桿16瞬時接觸線上任一點(diǎn)處的法矢量，|N|＝(N_ξ²+N_η²)^0.5。

而且，由于在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度最小，因此選擇在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度評價包絡(luò)蝸桿16的性能。

優(yōu)良的接觸性能是指包絡(luò)蝸桿16上接觸線的分布不可過寬，也不可過窄，當(dāng)接觸線分布不可過寬，也不可過窄。當(dāng)接觸線分布過寬時，包絡(luò)蝸桿16工作起始角處的接觸線處于包絡(luò)蝸桿16齒面的外側(cè)，表明包絡(luò)蝸桿16與蝸輪轉(zhuǎn)盤17之間的嚙合齒數(shù)較少。反之，接觸線分布過窄時，接觸線會趨向集中在蝸輪轉(zhuǎn)盤17的中心對稱面上，這將導(dǎo)致蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒面的強(qiáng)度降低。

對包絡(luò)蝸桿16接觸性能的評估：以工作起始角對應(yīng)的一次接觸線在蝸輪轉(zhuǎn)盤17分度圓上的接觸點(diǎn)為對象來建立接觸性能評估值f(x)＝||z₁|-b₂/2|，其中，|z₁|為上述特定一次接觸點(diǎn)到蝸輪轉(zhuǎn)盤17中心對稱面的距離，b₂為蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒寬。

利用優(yōu)化軟件優(yōu)化包絡(luò)蝸桿16的齒面方程，使得嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度幾何系數(shù)最大，接觸性能評估值最小。

取中心距80mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1的包絡(luò)蝸桿16貼合所述包絡(luò)蝸桿16的齒面方程，經(jīng)優(yōu)化后得到包絡(luò)蝸桿16的關(guān)鍵幾何參數(shù)和尺寸：中心距80mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1，蝸桿分度圓直徑28.56mm，，齒頂高3.026mm，齒根高3.198mm，全齒高4.26mm，齒頂間隙0.516mm，蝸桿齒根圓半徑23.157mm，蝸桿齒頂圓弧半徑30.258mm，蝸桿齒根圓弧半徑69.236mm，蝸桿喉部分度圓導(dǎo)程角6.35°，齒距角8°，主基圓直徑45.3mm，蝸桿包圍蝸輪轉(zhuǎn)盤17齒數(shù)5，蝸桿工作半角18.625°，蝸桿工作長度38.652mm，成型面傾角11.2°。

本實施例的油膜厚度幾何系數(shù)為11.26，接觸性能評估值為3.29。

所述分感應(yīng)裝置底座上分別設(shè)有啟動激光器的啟動按鈕，當(dāng)感應(yīng)裝置本體1放置在分感應(yīng)裝置底座上時，啟動按鈕按下，激光器啟動。

具體使用所述感應(yīng)裝置前，固定好分感應(yīng)裝置底座后，調(diào)節(jié)所述激光器上下左右轉(zhuǎn)動，直至所述激光器發(fā)射出的激光對準(zhǔn)光學(xué)接收組件。所述總感應(yīng)裝置底座5上設(shè)有指示燈，所述指示燈用于指示光學(xué)接收組件是否接收到激光信號。集成電路具有記憶功能，可儲存分感應(yīng)裝置底座固定于某一位置后所述激光器對應(yīng)光學(xué)接收組件的角度。

如圖4所示，所述距離測量組件13包括準(zhǔn)直鏡、窄帶濾光片18、信號整形電路20、脈沖信號探測器19和時間測量芯片21，經(jīng)過分色片7反射的激光依次經(jīng)過準(zhǔn)直鏡、窄帶濾光片18、脈沖信號探測器19和信號整形電路20，準(zhǔn)直鏡與窄帶濾光片18對激光光譜進(jìn)行濾波處理，減少背景噪音。所述脈沖信號探測器19為雪崩二極管探測器或光電倍增管探測器。當(dāng)脈沖信號探測器19相應(yīng)目標(biāo)光子時，脈沖信號探測器19輸出相應(yīng)的脈沖信號，經(jīng)過信號整形電路20處理后輸出至?xí)r間測量芯片21，通過對定時間隔發(fā)射激光的脈沖信號發(fā)生時刻的精確測量計時，最終測量出激光從感應(yīng)裝置本體1至總感應(yīng)裝置底座5的飛行時間，進(jìn)而得到感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離，得到的距離的數(shù)據(jù)傳輸至紅外發(fā)射組件22，紅外發(fā)射組件22根據(jù)感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離調(diào)整焦距。

所述紅外發(fā)射組件22包括連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)和紅外發(fā)射二極管，所述連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)包括圓筒形殼體、變倍組鏡片、微調(diào)組鏡片、補(bǔ)償組鏡片、變倍組鏡片框架、補(bǔ)償組鏡片框架、微調(diào)組鏡片框架、電機(jī)、微調(diào)齒輪圈和微調(diào)隔圈。所述圓筒形殼體的中段設(shè)有兩組四條對稱的凸輪槽，分別為第一凸輪槽與第二凸輪槽。

所述第一凸輪槽與第二凸輪槽相應(yīng)的凸輪曲線斜率滿足下式：

其中，K_y為第一凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的斜率，K_x為第二凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的斜率，y是第一凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的升距，l′₂＝f′₁-(d+y-x)，f′₂是變倍組的焦距，y、x分別是第一凸輪槽、第二凸輪槽對應(yīng)變焦凸輪曲線的升距，b＝(l′₂-f′₁)-d+x，d是分別設(shè)置于第一凸輪槽與第二凸輪槽的兩個鏡片的距離。

所述變倍組鏡片、補(bǔ)償組鏡片和微調(diào)組鏡片沿光軸依次排列，且所述變倍組鏡片的部分透鏡與微調(diào)組鏡片分別通過鏡片壓圈設(shè)于所述殼體的兩端。

所述變倍組鏡片包括前變倍鏡片和后變倍鏡片，在本實施例中，所述前變倍鏡片為正月牙凸透鏡，所述后變倍鏡片為雙凹透鏡。所述前變倍鏡片固定于圓筒形殼體的最前端，后變倍鏡片安裝于鏡片框架后通過導(dǎo)釘與第二凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述補(bǔ)償組鏡片為平面鏡，所述補(bǔ)償組鏡片安裝于鏡片框架后通過導(dǎo)釘與第一凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述微調(diào)組鏡片為正月牙凸透鏡，所述微調(diào)組鏡片框架夾持所述微調(diào)組鏡片，設(shè)于所述圓筒形殼體的一端。所述電機(jī)提供鏡頭運(yùn)動驅(qū)動力，連接所述變倍組鏡片框架，帶動變倍組鏡片框架移動。所述圓筒形殼體內(nèi)表面與所述微調(diào)組鏡片框架的接觸面沿圓周方向設(shè)置微調(diào)齒輪圈，所述微調(diào)齒輪圈與所述微調(diào)組鏡片框架粘連，且在電機(jī)的帶動下，所述微調(diào)齒輪圈可相對于圓筒形殼體轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動所述微調(diào)齒輪圈可調(diào)整微調(diào)組鏡片與其他鏡片之間的距離。

使用所述連續(xù)變焦結(jié)構(gòu)可保證實現(xiàn)四倍紅外連續(xù)變焦的同時使得光學(xué)系統(tǒng)在整個變焦過程中能夠平穩(wěn)運(yùn)行，并不會對凸輪產(chǎn)生較大的壓力，磨損凸輪曲線，影響光學(xué)系統(tǒng)精度。

所述紅外發(fā)射二極管依次排列，設(shè)置于所述微調(diào)組鏡片遠(yuǎn)離補(bǔ)償組鏡片的一側(cè)，并根據(jù)感應(yīng)裝置本體1與總感應(yīng)裝置底座5之間的距離調(diào)節(jié)紅外發(fā)射二極管啟動的功率。

所述紅外光學(xué)處理組件12包括紅外接收管。當(dāng)料包位于感應(yīng)裝置本體1前時，紅外發(fā)射組件22發(fā)射的紅外線被料包遮擋后反射至光學(xué)接收組件，所述紅外接收管接收到紅外光譜后輸出電信號，切割料包。

進(jìn)行靜態(tài)紅外目標(biāo)測試，固定總感應(yīng)裝置底座5，將分感應(yīng)裝置底座安裝于距離總感應(yīng)裝置底座520cm、50cm、80cm處，將感應(yīng)裝置本體1放置于分感應(yīng)裝置底座上，與感應(yīng)裝置本體1的一側(cè)設(shè)置有擺動裝置，所述擺動裝置的一端設(shè)有模擬物，模擬物間隔移動至感應(yīng)裝置本體1下方20cm處測試感應(yīng)裝置的靈敏度，測試后發(fā)現(xiàn)其成功率為97.6％、98.1％、97.3％。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。