CN104793310A - 单色仪多滤光片切换机构 - Google Patents

Abstract

单色仪多滤光片切换机构属于航天光学仪器调节技术领域，目的在于解决现有技术中对多片滤光片调节成本高和占用星上载荷空间大的问题。本发明包括：壳体、镜座、套筒、转动电机和移动电机；壳体内部包括在备用腔和工作腔之间竖直方向上设置的内孔；沿壳体内孔竖直方向设置的多个，镜座包括凸台、圆孔和键槽，镜座一端固定滤光片，另一端设置有凸台，镜座在凸台位置竖直方向上设置有圆孔，圆孔内环面开有通的键槽，凸台外环面与壳体的内孔轴孔配合；套筒外表面一端固定键，套筒转动带动键在镜座中圆孔上的键槽内转动；转动电机的电机轴与套筒一端的内孔通过花键连接；移动电机的电机轴与丝杠螺母机构的丝杠连接，螺母设置在套筒另一端的侧面上。

Description

单色仪多滤光片切换机构

技术领域

本发明属于航天光学仪器调节技术领域，具体涉及一种单色仪多滤光片切换机构。

背景技术

应用于太空的光学仪器单位重量发射成本高昂，卫星空间资源十分宝贵，而某些空间的光学仪器为了得到不同的单色光源，需要多个滤光片的切换。通常的滤光片采用轮式机构实现滤光片的切换，当滤光片的数量增多时，滤光片轮的径向尺寸将会变得很大，体积的增大增加了卫星的发射费用，占用了更多的星上载荷布置空间。为了减小卫星的总体发射成本、节约卫星上宝贵的空间，需要设计一种全新的体积小巧的单色仪多滤光片切换机构。

发明内容

本发明的目的在于一种单色仪多滤光片切换机构，解决现有技术中存在的对多片滤光片调节成本高和占用星上载荷空间大的问题。

为实现上述目的，本发明的单色仪多滤光片切换机构包括：

壳体，所述壳体内部包括在备用腔和工作腔之间竖直方向上设置的内孔；

沿壳体内孔竖直方向设置的多个镜座，所述镜座包括凸台、圆孔和键槽，所述镜座一端固定滤光片，另一端设置有凸台，所述镜座在凸台位置竖直方向上设置有圆孔，所述圆孔内环面开有通的键槽，所述凸台外环面与壳体的内孔轴孔配合；

与镜座的圆孔配合的套筒，所述套筒外表面一端固定键，套筒转动带动键在镜座中圆孔上的键槽内转动；

转动电机，所述转动电机的电机轴与套筒一端的内孔通过花键连接，套筒可以相对转动电机的电机轴沿轴向移动；

移动电机，所述移动电机的电机轴与丝杠螺母机构的丝杠连接，螺母设置在套筒另一端的侧面上。

所述套筒的外圆直径小于镜座上的圆孔的孔径。

所述键的长度L小于单个镜座的厚度D。

所述转动电机的电机轴的长度大于套筒沿轴向的行程与电机轴和套筒接触长度之和。

所述壳体的备用腔和工作腔与每一个镜座对应位置设置有转动轨道，所述转动轨道两端设置有限位开关和弹性锁止机构。

本发明的有益效果为：本发明的单色仪多滤光片切换机构通过套筒的上下移动和转动选择待调节的镜座，并调节镜座在备用腔和工作腔之间切换，套筒的运动分别由两个电机驱动，一个电机驱动套筒绕轴线转动，另一个电机通过丝杠螺母机构驱动套筒沿轴向移动。套筒的内孔与通过花键与转动电机的电机轴配合，套筒的转动通过转动驱动电机控制，套筒可以相对于转动电机的电机轴沿轴向自由移动。转动电机和移动电机位于套筒的两端，移动电机的电机轴与丝杠螺母机构的丝杠连接，丝杠螺母机构的螺母连接在套筒的一侧端面，套筒的轴向移动通过移动驱动电机控制。整个机构简单径向尺寸小，成本低和占用星上载荷空间小。

附图说明

图1为本发明的单色仪多滤光片切换机构外部结构示意图；

图2为本发明的单色仪多滤光片切换机构内部结构示意图；

图3为本发明的单色仪多滤光片切换机构去除壳体的结构示意图；

图4为本发明的单色仪多滤光片切换机构中的镜座结构示意图；

图5为本发明的单色仪多滤光片切换机构中的套筒结构示意图；

其中：1、壳体，101、备用腔，102、工作腔，103、转动轨道，2、镜座，201、凸台，202、圆孔，203、键槽，3、套筒，301、键，4、转动电机，5、滤光片，6、移动电机，7、花键。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

参见附图1、附图2、附图3、附图4和附图5，本发明的单色仪多滤光片切换机构包括：

壳体1，所述壳体1内部包括在备用腔101和工作腔102之间竖直方向上设置的内孔；

沿壳体1内孔竖直方向设置的多个镜座2，所述镜座2包括凸台201、圆孔202和键槽203，所述镜座2一端固定滤光片5，另一端设置有凸台201，所述镜座2在凸台201位置竖直方向上设置有圆孔202，所述圆孔202内环面开有通的键槽203，所述凸台201外环面与壳体1的内孔轴孔配合；

与镜座2的圆孔202配合的套筒3，所述套筒3外表面一端固定键301，套筒3转动带动键301在镜座2中圆孔202上的键槽203内转动；

转动电机4，所述转动电机4的电机轴与套筒3一端的内孔通过花键7连接，套筒3可以相对转动电机4的电机轴沿轴向移动；

移动电机6，所述移动电机6的电机轴与丝杠螺母机构的丝杠连接，螺母设置在套筒3另一端的侧面上。

所述套筒3的外圆直径小于镜座2上的圆孔202的孔径。

所述键301的长度L小于单个镜座2的厚度D。

所述转动电机4的电机轴的长度大于套筒3沿轴向的行程与电机轴和套筒3接触长度之和。

所述壳体1的备用腔101和工作腔102与每一个镜座2对应位置设置有转动轨道103，所述转动轨道103两端设置有限位开关和弹性锁止机构，当某一镜座2运动到备用腔101或工作腔102时，限位开关发出相应信号使转动电机4停止转动，同时弹性锁止机构将滤光片5镜座2锁紧，锁紧力的大小通过调节弹性元件的刚度使其足以保持滤光片5镜座2不因为惯性等随意转动，又能在转动驱动电机产生的转矩作用下摆脱锁止机构的锁紧。

滤光片5可以在工作腔102和备用腔101之间切换，当太阳光通过滤光片5滤光后便可得到需要的单色光源。切换不同的滤光片5到工作腔102，可以得到不同的单色光源。滤光片5的运动通过套筒3控制，套筒3的外圆的键拨动镜座2绕轴转动，套筒3的转动通过转动电机4控制，转动电机4的电机轴通过花键7与套筒3的圆孔202配合，套筒3可以沿轴线方向移动。套筒3的轴向移动由移动电机6控制，套筒3的远离外圆凸出结构的一端为螺母，移动电机6的电机轴与丝杠螺母机构的丝杠固定连接，移动电机6转动控制套筒3沿轴向的位移，即选择让哪个滤光片5转动。

滤光片5的运动轨道有限位开关和弹性锁止机构，当滤光片5运动到工作腔102或备用腔101时触碰限位开关，限位开关发出信号使转动电机4停止转动，同时弹性锁止部件将滤光片5锁住。之后套筒3可以在移动电机6和转动电机4的控制下运动到下一个需要转动的滤光片5位置，转动电机4的力矩可以克服弹性锁止机构的力而使相应的镜座2转动。

Claims (5)

1.单色仪多滤光片切换机构，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)内部包括在备用腔(101)和工作腔(102)之间竖直方向上设置的内孔；

沿壳体(1)内孔竖直方向设置的多个镜座(2)，所述镜座(2)包括凸台(201)、圆孔(202)和键槽(203)，所述镜座(2)一端固定滤光片(5)，另一端设置有凸台(201)，所述镜座(2)在凸台(201)位置竖直方向上设置有圆孔(202)，所述圆孔(202)内环面开有通的键槽(203)，所述凸台(201)外环面与壳体(1)的内孔轴孔配合；

与镜座(2)的圆孔(202)配合的套筒(3)，所述套筒(3)外表面一端固定键(301)，套筒(3)转动带动键(301)在镜座(2)中圆孔(202)上的键槽(203)内转动；

转动电机(4)，所述转动电机(4)的电机轴与套筒(3)一端的内孔通过花键连接，套筒(3)可以相对转动电机(4)的电机轴沿轴向移动；

移动电机(6)，所述移动电机(6)的电机轴与丝杠螺母机构的丝杠连接，螺母设置在套筒(3)另一端的侧面上。

2.根据权利要求1所述的单色仪多滤光片切换机构，其特征在于，所述套筒(3)的外圆直径小于镜座(2)上的圆孔(202)的孔径。

3.根据权利要求1所述的单色仪多滤光片切换机构，其特征在于，所述键(301)的长度L小于单个镜座(2)的厚度D。

4.根据权利要求1所述的单色仪多滤光片切换机构，其特征在于，所述转动电机(4)的电机轴的长度大于套筒(3)沿轴向的行程与电机轴和套筒(3)接触长度之和。

5.根据权利要求1所述的单色仪多滤光片切换机构，其特征在于，所述壳体(1)的备用腔(101)和工作腔(102)与每一个镜座(2)对应位置设置有转动轨道(103)，所述转动轨道(103)两端设置有限位开关和弹性锁止机构。