[发明专利]用于旋转镜轴承的预载荷机构

说明书

本公开涉及光学系统和相关装置，具体涉及与光检测和测距(LIDAR)系统有关的光学系统和相关装置。示例光学系统包括壳体、限定旋转轴线的轴、以及联接到轴的可旋转光学部件。该光学系统还包括第一旋转轴承，该第一旋转轴承具有内座圈、外座圈以及配置为在内座圈和外座圈之间滚动的多个滚动元件。内座圈联接到轴，外座圈联接到壳体。该光学系统还包括预载荷机构，该预载荷机构具有联接到壳体的弹簧以及联接到弹簧和外座圈的预载荷分配器。弹簧配置为通过预载荷分配器向外座圈施加轴向预载荷力。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年11月1日提交的第62/753,974号美国专利申请和2018年12月19日提交的第16/226,179号美国专利申请的权益，这两个申请的内容通过引用合并于此。

背景技术

机械轴承可以减少相对于彼此运动的零件的表面之间的摩擦。旋转轴承(例如，滚动元件轴承)是使用滚动元件承载载荷的轴承，滚动元件诸如为在内环和外环(也称为内座圈和外座圈)之间滚动的圆柱体和/或球体。载荷在旋转轴承中的滚动元件之间被持续地重新分配，这减少了摩擦、磨损和束缚。

轴承预载荷是轴向载荷，其可施加到滚动元件轴承以减少滚动元件与内座圈和外座圈的表面之间的过度运动或游隙(play)。通过对旋转轴承进行适当的预加载，滚动元件将滚动而非滑动，从而防止座圈未对准和过早的轴承磨损。

发明内容

本公开总体上涉及具有可旋转光学部件的光学系统。该光学系统包括预载荷机构，该预载荷机构配置为向至少一个旋转轴承施加轴向预载荷从而改善其性能。

在第一方面，提供了一种光学系统。该光学系统包括壳体、限定旋转轴线的轴以及联接到轴的可旋转光学部件。该光学系统还包括第一旋转轴承，该第一旋转轴承具有内座圈、外座圈以及配置为在内座圈和外座圈之间滚动的多个滚动元件。内座圈联接到轴，外座圈联接到壳体。该光学系统还包括预载荷机构，该预载荷机构包括联接到壳体的弹簧以及联接到弹簧和外座圈的预载荷分配器。弹簧配置为通过预载荷分配器向外座圈施加轴向预载荷力。

在第二方面，提供了一种方法。该方法包括用预载荷机构向旋转轴承的外座圈施加轴向预载荷力。旋转轴承的内座圈联接到限定旋转轴线的轴。多个滚动元件配置为在内座圈和外座圈之间滚动。预载荷机构包括联接到壳体的弹簧以及联接到弹簧和外座圈的预载荷分配器。该方法还包括在预载荷机构施加轴向预载荷力的同时使联接到轴的可旋转光学部件旋转。

在第三方面，提供了一种光检测和测距(LIDAR)系统。该LIDAR系统包括至少一个旋转轴承和联接到所述至少一个旋转轴承的弹簧。弹簧由片型材料形成。弹簧包括蛇形形状。

通过适当参照附图阅读以下详细描述，其它的方面、实施方式和实现方式对于本领域普通技术人员将明显。

附图说明

图1示出了根据示例实施方式的光学系统。

图2A是根据示例实施方式的光学系统的截面图。

图2B示出了根据示例实施方式的预载荷机构。

图3示出了根据示例实施方式的多个弹簧。

图4示出了根据示例实施方式的方法。

具体实施方式

在此描述了示例方法、装置和系统。应理解，词语“示例”和“示例性”在这里用于表示“用作示例、例子或说明”。这里描述为“示例”或“示例性”的任何实施方式或特征将未必被解释为相比于其它实施方式或特征是优选的或有利的。在不脱离在此呈现的主题的范围的情况下，可以利用其它实施方式，并且可以进行其它改变。

因此，这里描述的示例实施方式不意味着是限制性的。本公开的如在此概括地描述以及在附图中示出的方面可以以各种各样不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些配置在此被考虑到。