專利名稱：一種單驅(qū)動(dòng)雙光柵同步波長(zhǎng)掃描的聯(lián)動(dòng)正弦機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于各種雙單色儀或準(zhǔn)雙單色儀光譜儀中的雙光柵波長(zhǎng)同
步掃描驅(qū)動(dòng)，具體是指一種單驅(qū)動(dòng)雙光柵同步波長(zhǎng)掃描的聯(lián)動(dòng)正弦機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
單色儀工作時(shí)，需要知道輸出光束的波長(zhǎng)，波長(zhǎng)示數(shù)的精度和重復(fù)性是單色儀的 重要性能指標(biāo)之一，一般要求與單色儀的出射光譜帶寬(或分辨率)為同一數(shù)量級(jí)。高分 辨率的儀器要求有高精度的波長(zhǎng)精度和重復(fù)性。正弦機(jī)構(gòu)是光柵式單色儀中常用的機(jī)構(gòu)， 利用正弦杠桿機(jī)構(gòu)可做到光柵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由儀器射出光束的波長(zhǎng)按線性變化。 把兩個(gè)簡(jiǎn)單單色器串聯(lián)起來(lái)，就構(gòu)成了雙單色儀。在雙聯(lián)單色儀中，每臺(tái)單色儀都 有各自的色散系統(tǒng)、具有一定的色散率。兩臺(tái)單色器聯(lián)合工作，可以有兩種不同的組合方 式色散相加系統(tǒng)和色散相減系統(tǒng)。采用色散相加系統(tǒng)的雙聯(lián)單色儀可以獲得更大的總色 散率；而采用色散相減的雙聯(lián)單色儀則只是為了獲得更"純"的單色光和抑制雜散光。色散 相加的雙單色儀在掃描時(shí)，必須保證兩臺(tái)單色儀的動(dòng)態(tài)一致性，最好是采用一個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)控 制兩臺(tái)單色儀的有關(guān)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)樯杂胁煌?，則被分解的光束就不能全部從出射狹縫射出，甚 至?xí)恢虚g狹縫全部擋住。對(duì)于這種雙單色儀，它們的色散元件等光學(xué)零件一般要求保持 一致，最好是采用完全相同的單色儀系統(tǒng)。色散相減的雙單色儀采用轉(zhuǎn)動(dòng)光柵方法掃描時(shí)， 也有上述要求。 從目前資料看到雙單色儀都是采用相同的光柵及光學(xué)零件，其光柵方程相同。 如美國(guó)Spectral Products的CM112雙單色器，每個(gè)單色器中都采用雙光柵塔輪，由高精 度細(xì)分的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿方式保證同步及掃描精度。加拿大Sciencetech Inc的 9055DA、 9040D雙單色器，每個(gè)單色器由獨(dú)立的正弦機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，并由計(jì)算機(jī)控制，以便兩個(gè)單 元的角度跟蹤。以上提到的雙單色器價(jià)格都非常昂貴，一般都上萬(wàn)美元。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用效率及精度高、且使用方便的一
種單驅(qū)動(dòng)雙光柵同步波長(zhǎng)掃描的聯(lián)動(dòng)正弦機(jī)構(gòu)。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是 —種單驅(qū)動(dòng)雙光柵同步波長(zhǎng)掃描的聯(lián)動(dòng)正弦機(jī)構(gòu)，設(shè)置有絲桿、螺母、斜塊、導(dǎo)桿、
正弦臂、光柵轉(zhuǎn)臺(tái)、第一光柵、第二光柵、軸承座、軸承座、同步帶傳動(dòng)、電機(jī)架、步進(jìn)電機(jī)，所
述的步進(jìn)電機(jī)固定于電機(jī)架上，并與同步帶傳動(dòng)連接，所述同步帶傳動(dòng)同時(shí)連接于軸承座，
軸承座與軸承座之間設(shè)置有絲桿、導(dǎo)桿，并通過螺母將其固定，所述的螺母上設(shè)置有斜塊，
正弦臂安裝于光柵轉(zhuǎn)臺(tái)，并其臂端靠彈簧力與斜塊的斜面保持接觸，該光柵轉(zhuǎn)臺(tái)安裝在第
一光柵，另一正弦臂安裝于光柵轉(zhuǎn)臺(tái)上，并該光柵轉(zhuǎn)臺(tái)安裝于第二光柵，所述的正弦臂設(shè)置
有兩個(gè)，且臂桿長(zhǎng)度不相同并可以微調(diào)長(zhǎng)度，所述的光柵轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置有兩個(gè)。 所述的絲桿安裝在兩光柵轉(zhuǎn)臺(tái)之間。[0009] 所述的兩光柵轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)向相同時(shí)，絲桿為具有兩段不同旋向的螺紋的結(jié)構(gòu)。 所述的兩光柵轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)向相反時(shí)，所述絲桿為單向螺紋的結(jié)構(gòu)采用上述方案后，由
于本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)后，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用效率及精度高；且又本實(shí)用新型，把絲桿布
置在兩光柵轉(zhuǎn)臺(tái)之間，使絲桿全長(zhǎng)可利用，大大縮短了絲桿的長(zhǎng)度，因此結(jié)構(gòu)更加緊湊。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明

圖1-2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖3為本實(shí)用新型的另一結(jié)構(gòu)示意圖, 圖號(hào)說(shuō)明
1、絲桿
4、導(dǎo)桿
7、光柵轉(zhuǎn)臺(tái)
10、軸承座
13、電機(jī)架
51臂桿
2、螺母
5、正弦臂
8、第一光柵
11、軸承座
14、步進(jìn)電機(jī)
3、斜塊 6、正弦臂 9、第二光柵 12、同步帶傳動(dòng)
具體實(shí)施方式—種單驅(qū)動(dòng)雙光柵同步波長(zhǎng)掃描的聯(lián)動(dòng)正弦機(jī)構(gòu)，如圖1所示，設(shè)置有絲桿1、螺 母2、斜塊3、導(dǎo)桿4、正弦臂5、正弦臂6、光柵轉(zhuǎn)臺(tái)7、第一光柵8、第二光柵9、軸承座10、軸 承座11、同步帶傳動(dòng)12、電機(jī)架13、步進(jìn)電機(jī)14，所述的步進(jìn)電機(jī)14固定于電機(jī)架13上， 并與同步帶傳動(dòng)12連接，所述同步帶傳動(dòng)12同時(shí)連接于軸承座ll，軸承座11與軸承座10 之間設(shè)置有絲桿1、導(dǎo)桿4，并通過螺母2將其固定，所述的螺母2上設(shè)置有斜塊3，正弦臂5 安裝于光柵轉(zhuǎn)臺(tái)7，并其臂桿51靠彈簧力與斜塊3的下面保持接觸，該光柵轉(zhuǎn)臺(tái)7安裝在第 一光柵8，另一正弦臂6安裝于光柵轉(zhuǎn)臺(tái)7上，并該光柵轉(zhuǎn)臺(tái)7安裝于第二光柵9。 本實(shí)用新型是在正弦機(jī)構(gòu)原理基礎(chǔ)上，通過共用絲桿l，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)光柵轉(zhuǎn)臺(tái)7，并 通過不同長(zhǎng)度的正弦臂5、正弦臂6實(shí)現(xiàn)兩個(gè)光柵第一光柵8、第二光柵9的同步波長(zhǎng)掃描。 本實(shí)用新型由步進(jìn)電機(jī)14通過同步帶傳動(dòng)12帶動(dòng)一個(gè)絲桿1轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)桿4限制了螺母2 的轉(zhuǎn)動(dòng)，使其只沿軸向移動(dòng)；正弦臂5、正弦臂6長(zhǎng)度不相同且長(zhǎng)度可以微調(diào)，外端靠彈簧力 緊貼斜塊3的斜面并可在斜面上滑動(dòng)，當(dāng)螺母2及斜塊3移動(dòng)時(shí)，正弦臂5、正弦臂6繞光柵 轉(zhuǎn)臺(tái)7的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。所述的正弦臂5、正弦臂6的桿長(zhǎng)度必須滿足下式的關(guān)系，才能實(shí)現(xiàn)兩 個(gè)光柵的同步波長(zhǎng)掃描。
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2 2 由于兩光柵轉(zhuǎn)臺(tái)7之間有一定距離，如果在兩轉(zhuǎn)臺(tái)同側(cè)布置絲桿l，會(huì)使絲桿長(zhǎng)度 很長(zhǎng)，中間會(huì)有一段不能利用的部分，也不利于機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此本實(shí)用新型，把絲桿1 布置在兩光柵轉(zhuǎn)臺(tái)7之間，使絲桿1全長(zhǎng)可利用，大大縮短了絲桿的長(zhǎng)度。對(duì)于色散相加系
4統(tǒng)，要求兩光柵轉(zhuǎn)臺(tái)7轉(zhuǎn)向相同時(shí)，把絲桿1做成具有兩段不同旋向的螺紋的結(jié)構(gòu)，配合圖 2所示，這樣當(dāng)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲桿1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就可以帶動(dòng)兩螺母2反向移動(dòng)，而正弦臂5、正 弦臂6則同向轉(zhuǎn)動(dòng)；對(duì)于色散相減系統(tǒng)，要求兩光柵轉(zhuǎn)臺(tái)7轉(zhuǎn)向相反時(shí)，把絲桿1做成單向 螺紋的結(jié)構(gòu)，此時(shí)螺母2可以合二為一，如圖3所示，絲桿1結(jié)構(gòu)可以更加緊湊，這樣當(dāng)步進(jìn) 電機(jī)14帶動(dòng)絲桿1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就可以帶動(dòng)正弦臂5、正弦臂6反向轉(zhuǎn)動(dòng)。 配合圖3所示，為本實(shí)用新型的另一實(shí)施例此實(shí)例中，絲桿30具有單向螺紋，兩 個(gè)斜塊32安裝在螺母31上，其它結(jié)構(gòu)與前一個(gè)實(shí)例相同。由于絲桿30更短，因此此實(shí)例 結(jié)構(gòu)更加緊湊。此實(shí)例中，兩光柵臺(tái)7為反向轉(zhuǎn)動(dòng)。 以上實(shí)施例僅供說(shuō)明本實(shí)用新型之用，而非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域 的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化。因 此，所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求一種單驅(qū)動(dòng)雙光柵同步波長(zhǎng)掃描的聯(lián)動(dòng)正弦機(jī)構(gòu)，其特征在于設(shè)置有絲桿、螺母、斜塊、導(dǎo)桿、正弦臂、光柵轉(zhuǎn)臺(tái)、第一光柵、第二光柵、軸承座、軸承座、同步帶傳動(dòng)、電機(jī)架、步進(jìn)電機(jī)，所述的步進(jìn)電機(jī)固定于電機(jī)架上，并與同步帶傳動(dòng)連接，所述同步帶傳動(dòng)同時(shí)連接于軸承座，軸承座與軸承座之間設(shè)置有絲桿、導(dǎo)桿，并通過螺母將其固定，所述的螺母上設(shè)置有斜塊，正弦臂安裝于光柵轉(zhuǎn)臺(tái)，并其臂端靠彈簧力與斜塊的斜面保持接觸，該光柵轉(zhuǎn)臺(tái)安裝在第一光柵，另一正弦臂安裝于光柵轉(zhuǎn)臺(tái)上，并該光柵轉(zhuǎn)臺(tái)安裝于第二光柵，所述的正弦臂設(shè)置有兩個(gè)，且臂桿長(zhǎng)度不相同并可以微調(diào)長(zhǎng)度，所述的光柵轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置有兩個(gè)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種單驅(qū)動(dòng)雙光柵同步波長(zhǎng)掃描的聯(lián)動(dòng)正弦機(jī)構(gòu)，其特征在 于所述的絲桿安裝在兩光柵轉(zhuǎn)臺(tái)之間。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種單驅(qū)動(dòng)雙光柵同步波長(zhǎng)掃描的聯(lián)動(dòng)正弦機(jī)構(gòu)，其特征在 于所述的兩光柵轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)向相同時(shí)，絲桿為具有兩段不同旋向的螺紋的結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種單驅(qū)動(dòng)雙光柵同步波長(zhǎng)掃描的聯(lián)動(dòng)正弦機(jī)構(gòu)，其特征在 于所述的兩光柵轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)向相反時(shí)，所述絲桿為單向螺紋的結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種單驅(qū)動(dòng)雙光柵同步波長(zhǎng)掃描的聯(lián)動(dòng)正弦機(jī)構(gòu)，設(shè)置有絲桿、螺母、斜塊、導(dǎo)桿、正弦臂、光柵轉(zhuǎn)臺(tái)、第一光柵、第二光柵、軸承座、軸承座、同步帶傳動(dòng)、電機(jī)架、步進(jìn)電機(jī)，所述的步進(jìn)電機(jī)固定于電機(jī)架上，并與同步帶傳動(dòng)連接，所述同步帶傳動(dòng)同時(shí)連接于軸承座，軸承座與軸承座之間設(shè)置有絲桿、導(dǎo)桿，并通過螺母將其固定，所述的螺母上設(shè)置有斜塊，正弦臂安裝于光柵轉(zhuǎn)臺(tái)，并其臂端與斜塊的斜面保持接觸，該光柵轉(zhuǎn)臺(tái)安裝在第一光柵，另一正弦臂安裝于光柵轉(zhuǎn)臺(tái)上，并該光柵轉(zhuǎn)臺(tái)安裝于第二光柵，所述的正弦臂設(shè)置有兩個(gè)，且臂桿長(zhǎng)度不相同，所述的光柵轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)置有兩個(gè)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用效率及精度高、且使用方便。
文檔編號(hào)G01J3/06GK201522329SQ20092024618
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者孫金龍, 張效軍, 朱哲華 申請(qǐng)人:北京普析通用儀器有限責(zé)任公司