CN107588852B - 波长扫描定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种波长扫描定位装置，属于光栅波长扫描定位装置技术领域。本发明所述丝杆机构设置在机架上，挡板及滑块固定在丝杆机构上，步进电机的输出轴上设有主动同步带轮，丝杆机构上设有被动同步带轮，主动同步带轮和被动同步带轮之间由同步带传动连接；所述光栅转台包括光栅、光栅固定座、滚珠、光栅调节座、电机、转轴、正弦臂、滚轮和调节螺钉，所述光栅固定在光栅固定座上，光栅固定座通过调节螺钉固定在光栅调节座上，光栅固定座和光栅调节座之间设有滚珠，步进电机上设有转轴，转轴的上端与光栅调节座相连接，转轴的下端与正弦臂的一端相连接，正弦臂的另一端与滚轮相连接，正弦臂的转动带动光栅的转动调节。
Description
技术领域
本发明涉及一种波长扫描定位装置，属于光栅波长扫描定位装置技术领域。
背景技术
波长扫描是光谱仪器中通过控制色散元件的运动从复合光中分离出不同波长的单色光的技术，在此过程中光栅转动的过程即选择不同波长单色光从狭缝输出的过程，也称为波长扫描的过程，因此如何实现光栅平稳传动并精密准确计量光栅转过角度的装置和方法就称为波长扫描装置。现在常规的有两种波长扫描机构，一种是采用步进电机加丝杆的正弦扫描结构，另一种是步进电机直接驱动或通过齿轮系统传动的光栅结构。
正弦扫描机构通过步进电机转动来使丝杆上的滑块产生平移，从而带动光栅进行转动。这种正弦扫描机构的优点是扫描精度高、重复性好、成本相对较低。但是由于丝杆自身结构的限制造成了其扫描速度低的缺点，无法达成高精度扫描和高速扫描的统一。
对于步进电机直接驱动光栅的结构，其扫描速度相比传统的丝杆结构有了明显的提高，但在高细分状态下步进电机运行状态不稳定，造成整个波长扫描系统的精度下降。
发明内容
本发明的目的是为了解决单色仪光栅高精度扫描和高速扫描定位无法统一的问题，进而提供一种波长扫描定位装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种波长扫描定位装置，包括：步进电机驱动高减速比的减速机构和光栅转台，所述步进电机驱动高减速比的减速机构包括步进电机、同步带、挡板及滑块、丝杆机构和机架，所述丝杆机构设置在机架上，挡板及滑块固定在丝杆机构上，步进电机的输出轴上设有主动同步带轮，丝杆机构上设有被动同步带轮，主动同步带轮和被动同步带轮之间由同步带传动连接；所述光栅转台包括光栅、光栅固定座、滚珠、光栅调节座、电机、转轴、正弦臂、滚轮和调节螺钉，所述光栅固定在光栅固定座上，光栅固定座通过调节螺钉固定在光栅调节座上，光栅固定座和光栅调节座之间设有滚珠，步进电机上设有转轴，转轴的上端与光栅调节座相连接，转轴的下端与正弦臂的一端相连接，正弦臂的另一端与滚轮相连接，正弦臂的转动带动光栅的转动调节。
本发明的有益效果：
本发明的光栅转台在进行光谱扫描时可以通过其自带的电机采用直驱的方式进行快速的波长定位，使光栅快速转动到目标波长附近的位置，然后再通过步进电机驱动高减速比的减速机构进行波长位置的精确扫描，达到精确的波长定位。解决了单色仪光栅高精度扫描和高速扫描定位无法统一的问题。
本发明在保证波长扫描精确度的基础上大大提高了波长扫描的速度，解决了现有单色仪波长定位慢的问题。
附图说明
图1为波长扫描定位装置的俯视图。
图2为波长扫描定位装置的主视图。
图3为步进电机驱动高减速比的减速机构示意图。
图4为电机直接驱动光栅的光栅转台的结构示意图。
图中的附图标记，1为步进电机驱动高减速比的减速机构，2为光栅转台，11为步进电机，12为同步带，13为挡板及滑块，14为丝杆机构，15为机架，21为光栅，22为光栅固定座，23为滚珠，24为光栅调节座，25为电机，26为转轴，27为正弦臂，28为滚轮，29为调节螺钉。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
如图1～图4所示，本实施例所涉及的一种波长扫描定位装置，包括：步进电机驱动高减速比的减速机构1和光栅转台2，所述步进电机驱动高减速比的减速机构1包括步进电机11、同步带12、挡板及滑块13、丝杆机构14和机架15，所述丝杆机构14设置在机架15上，挡板及滑块13固定在丝杆机构14上，步进电机11的输出轴上设有主动同步带轮，丝杆机构14上设有被动同步带轮，主动同步带轮和被动同步带轮之间由同步带12传动连接；所述光栅转台2包括光栅21、光栅固定座22、滚珠23、光栅调节座24、电机25、转轴26、正弦臂27、滚轮28和调节螺钉29，所述光栅21固定在光栅固定座22上，光栅固定座22通过调节螺钉29固定在光栅调节座24上，光栅固定座22和光栅调节座24之间设有滚珠23，步进电机25上设有转轴26，转轴26的上端与光栅调节座24相连接，转轴26的下端与正弦臂27的一端相连接，正弦臂27的另一端与滚轮28相连接。正弦臂27的转动带动光栅21的转动调节。
光栅固定座22和光栅调节座24之间设有三个调节螺钉29。
三个调节螺钉29用于调节光栅21的高低位置和俯仰角。
光栅转台2的电机25驱动光栅21实现快速转动，正弦臂27靠在固定于丝杆机构14上的挡板及滑块13上，步进电机11通过同步带12驱动丝杆机构14的精密丝杆转动，丝杆带动挡板及滑块13做直线移动，正弦臂27随着臂杆上滚轮28的位置正弦转动，从而带动光栅转台2转动。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种波长扫描定位装置，包括：步进电机驱动高减速比的减速机构(1)和光栅转台(2)，其特征在于，所述步进电机驱动高减速比的减速机构(1)包括步进电机(11)、同步带(12)、挡板及滑块(13)、丝杆机构(14)和机架(15)，所述丝杆机构(14)设置在机架(15)上，挡板及滑块(13)固定在丝杆机构(14)上，步进电机(11)的输出轴上设有主动同步带轮，丝杆机构(14)上设有被动同步带轮，主动同步带轮和被动同步带轮之间由同步带(12)传动连接；所述光栅转台(2)包括光栅(21)、光栅固定座(22)、滚珠(23)、光栅调节座(24)、电机(25)、转轴(26)、正弦臂(27)、滚轮(28)和调节螺钉(29)，所述光栅(21)固定在光栅固定座(22)上，光栅固定座(22)通过调节螺钉(29)固定在光栅调节座(24)上，光栅固定座(22)和光栅调节座(24)之间设有滚珠(23)，步进电机(25)上设有转轴(26)，转轴(26)的上端与光栅调节座(24)相连接，转轴(26)的下端与正弦臂(27)的一端相连接，正弦臂(27)的另一端与滚轮(28)相连接，正弦臂(27)的转动带动光栅(21)的转动调节；
光栅转台(2)的电机(25)驱动光栅(21)实现快速转动，正弦臂(27)靠在固定于丝杆机构(14)上的挡板及滑块(13)上，步进电机(11)通过同步带(12)驱动丝杆机构(14)的精密丝杆转动，丝杆带动挡板及滑块(13)做直线移动，正弦臂(27)随着臂杆上滚轮(28)的位置正弦转动，从而带动光栅转台(2)转动。
2.根据权利要求1所述的波长扫描定位装置，其特征在于，光栅固定座(22)和光栅调节座(24)之间设有三个调节螺钉(29)。
3.根据权利要求1所述的波长扫描定位装置，其特征在于，三个调节螺钉(29)用于调节光栅(21)的高低位置和俯仰角。
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