CN110285883B - 一种可旋转电动狭缝 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种可旋转电动狭缝；目的是解决现有技术中存在的光学狭缝只能进行狭缝宽度调节而不能进行狭缝方向调节的问题。本发明包括电动狭缝装置和方向调节装置，方向调节装置包括环形座、固定板、旋转板、内齿圈、驱动齿轮以及第一步进电机，固定板固定安装于环形座的一端，旋转板位于环形座的另一端，从而形成一个圆形空腔；内齿圈与环形座同轴且位于其内，内齿圈的外表面与环形座的内表面之间设置有轴承组件；旋转板的一个端面与内齿圈固连，另一个端面安装电动狭缝装置；第一步进电机安装于固定板上，其输出轴穿过固定板后与驱动齿轮连接，驱动齿轮与内齿圈啮合；旋转板和固定板均上开设有与电动狭缝装置中狭缝的调整范围相适配的通孔。

Description

一种可旋转电动狭缝

技术领域

本发明涉及光学狭缝，具体涉及一种可旋转电动狭缝。

背景技术

光学测量系统中通过记录中子激发闪烁体产生的发光信号进行聚变反应历程测量。在该系统中使用条纹相机作为测量终端设备。闪烁体的光信号经过光学镜头成像，电动狭缝的狭缝面放置在像面上对光信号的像进行调制，使之适应条纹相机的接收条件。

如，中国专利申请号：201320859328.X，申请日期：2013年12月24 日，专利名称：《光谱仪用缝宽、位置可调的电动狭缝装置及其控制系统》；该申请公开了通过左直线步进电机和右直线步进电机分别控制两个缝门左右移动来调节狭缝的宽度，方便调节光谱仪中心波长、光谱带宽。

该申请在一定程度上解决了光学狭缝的位置左右方向调节问题，然而对于需要保持狭缝中心位置不变的情况，对左直线步进电机和右直线步进电机的调节要求就比较高，很难调节，并且条纹相机对狭缝的方向也有较高的要求，现有的电动狭缝的局限性主要集中在狭缝宽度的调节上，而狭缝的方向不能根据需要调节，还会因此使光信号能量有损失。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的光学狭缝只能进行狭缝宽度调节而不能进行狭缝方向调节的问题，而提供了一种可旋转电动狭缝。

技术方案

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明的一种可旋转电动狭缝，包括电动狭缝装置和方向调节装置，其特殊之处在于：

所述方向调节装置包括环形座、固定板、旋转板、内齿圈、驱动齿轮以及第一步进电机；

所述固定板固定安装于环形座的一端，所述旋转板位于环形座的另一端，从而环形座、固定板和旋转板之间形成一个圆形空腔；

所述内齿圈与环形座同轴且位于圆形空腔内，所述内齿圈的外表面与环形座的内表面之间设置有轴承组件；所述旋转板的一个端面与所述内齿圈固连，另一个端面上安装电动狭缝装置；

所述第一步进电机安装于所述固定板上，其输出轴穿过固定板后与位于所述圆形空腔内的所述驱动齿轮连接，所述驱动齿轮与内齿圈啮合；

所述旋转板上开设有与所述电动狭缝装置中狭缝的开合范围相适配的通孔，所述固定板上设置有与所述电动狭缝装置中狭缝的旋转范围相适配的通孔。

进一步地，为了使狭缝中心位置保持不变，并且使两个缝门可同时开合，所述电动狭缝装置包括壳体、双旋丝杠、两个缝门以及第二步进电机；

所述壳体包括四个矩形板首尾相连形成的中空框架以及设置在中空框架上的前端盖和后端盖；所述前端盖和后端盖上均设置有与狭缝的开合范围相适配的矩形通孔；

所述中空框架的底部内壁上安装有导轨，所述中空框架内顶部安装所述双旋丝杠，所述双旋丝杠包括左旋螺纹段和右旋螺纹段，左旋螺纹段和右旋螺纹段上均安装螺母；

所述两个缝门的一端卡装于所述导轨上，另一端分别通过螺母座与两个所述螺母连接，两个缝门之间形成狭缝；

所述第二步进电机固定在所述中空框架上，其输出轴穿过所述中空框架与双旋丝杠连接；

同时，为了适应大口径测量系统的需求，所述两个缝门的高度相比传统的缝门更高一些。

进一步地，为了在线测量狭缝的宽度，所述电动狭缝装置还包括磁栅尺；

所述磁栅尺的读数头固定安装于其中一个缝门前端；

所述磁栅尺的尺带对应贴于所述中空框架的底部内壁上。

进一步地，由于通常没有太大的轴承适用于本装置，所以设置了轴承组件，所述轴承组件包括第一滚珠容置仓、第二滚珠容置仓以及若干滚珠；

所述固定板内壁、内齿圈一端外壁以及环形座的对应内壁上均设置有第一环形凹槽，三个第一环形凹槽形成第一滚珠容置仓；

所述内齿圈的另一端外壁和环形座的对应内壁均设置有第二环形凹槽，两个第二环形凹槽形成第二滚珠容置仓；

所述若干滚珠均匀设置于所述第一滚珠容置仓和第二滚珠容置仓内。

进一步地，为了方便控制狭缝开合至指定宽度，所述第二步进电机与所述磁栅尺电连接。

进一步地，为了使步进电机的输出轴旋转更加顺畅，所述第一步进电机的输出轴与固定板之间以及第二步进电机的输出轴与所述中空框架之间均设置有轴承。

有益效果

本发明的有益效果是：

1.本发明的方向调节装置包括有第一步进电机，第一步进电机的输出轴穿过固定板与位于圆形空腔内侧驱动齿轮连接，驱动齿轮与内齿圈啮合，内齿圈与旋转板固定连接，旋转板的前端面再与电动狭缝装置固定连接，由此，第一步进电机转动，即可带动旋转板转动，进而带动电动狭缝装置转动，实现光学狭缝绕中心点进行方向调整。

2.本发明的电动狭缝装置内的双旋丝杠包括有左旋螺纹段和右旋螺纹段，左旋螺纹段和右旋螺纹段上均安装螺母，两个缝门的一端分别通过螺母座与两个螺母连接，第二步进电机转动，两个缝门即可同时相向运动或反向运动，既保证了狭缝的中心位置恒定不变，又实现了狭缝宽度可变，并且仅需要一个步进电机同时控制两个缝门，结构简单，操作简易。

3.本发明的方向调节装置由第一步进电机控制狭缝方向，电动狭缝装置的缝门由第二步进电机控制狭缝的宽度，两个控制互不干涉，各司其职，实现狭缝两个维度的精准调节。

4.本发明中磁栅尺设置于狭缝门的前端，第二步进电机又与磁栅尺电连接，如此设置磁栅尺既能测量狭缝宽度又充当了第二步进电机的光电开关，防止因电机堵转所带来的损伤，磁栅尺的使用可以使狭缝的开合缝隙可以随意控制。

5.本发明中内齿圈的外壁与环形座之间通过滚珠滑动连接，使得内齿圈的旋转更顺畅同时还节省空间并减小质量。

6.本发明相比传统的缝门增加了其高度，使本发明可以适应大口径测量系统的需求。

附图说明

图1是本发明一种可旋转电动狭缝的立体结构示意图；

图2是图1的正视图；

图3是图2的俯视剖面图；

图4是本发明的另一视角的立体结构示意图。

图中，1-电动狭缝装置，2-方向调节装置，3-环形座，4-旋转板，5-内齿圈，6-驱动齿轮，7-第一步进电机，8-固定板，9-壳体，10-双旋丝杠， 11-缝门，12-第二步进电机，13-前端盖，14-后端盖，15-导轨，16-螺母， 17-螺母座，18-磁栅尺，19-第一滚珠容置仓，20-第二滚珠容置仓，21-滚珠。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种可旋转电动狭缝作进一步详细说明。根据下面具体实施方式，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是：附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的；其次，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

实施例1：

本实施例的一种可旋转电动狭缝，结合图1、图2、图3以及图4所示，包括电动狭缝装置1和方向调节装置2；

方向调节装置2包括环形座3、固定板8、旋转板4、内齿圈5、驱动齿轮6以及第一步进电机7；

固定板8固定安装于环形座3的一端，旋转板4位于环形座3的另一端，从而环形座3、固定板8和旋转板4之间形成一个圆形空腔；内齿圈5与环形座3同轴且位于圆形空腔内，内齿圈5的外表面与环形座3的内表面之间设置有轴承组件；旋转板4的一个端面与内齿圈5固连，另一个端面上安装电动狭缝装置1；第一步进电机7安装于固定板8上，其输出轴穿过固定板 8后与位于所述圆形空腔内的驱动齿轮6连接，驱动齿轮6与内齿圈5啮合；旋转板4上开设有与电动狭缝装置1中狭缝的开合范围相适配的通孔，固定板8上设置有与电动狭缝装置1中狭缝的旋转范围相适配的通孔。

优选的，轴承组件包括第一滚珠容置仓19、第二滚珠容置仓20以及若干滚珠21；固定板8内壁、内齿圈5一端外壁以及环形座3的对应内壁上均设置有第一环形凹槽，三个第一环形凹槽形成第一滚珠容置仓19；内齿圈5 的另一端外壁和环形座3的对应内壁均设置有第二环形凹槽，两个第二环形凹槽形成第二滚珠容置仓20；若干滚珠21均匀设置于第一滚珠容置仓19 和第二滚珠容置仓20内；该轴承组件也可由普通的轴承代替；

优选的，第一步进电机7的输出轴与固定板8之间设置有轴承，使得输出轴旋转更加顺畅。

本实施例的主要部件的作用分别如下：

环形座3：主要用于固定整个装置；

固定板8：主要用于安装第一步进电机7同时起到保护壳体的作用；

旋转板4：主要用于安装电动狭缝装置1并使其可以旋转从而实现狭缝方向的调节；

第一步进电机7：主要用于带动驱动齿轮6转动，进而依次带动内齿圈 5、旋转板4、电动狭缝装置1转动；

滚珠21：主要起到轴承的作用，比较节省空间并减小整个装置的质量，也可用普通的轴承替代。

本实施例的工作原理为：

第一步进电机7的输出轴与动驱动齿轮6连接，所以第一步进电机7带动驱动齿轮6转动，驱动齿轮6与内齿圈5啮合，所以驱动齿轮6带动内齿圈5转动，内齿圈5与旋转板4的一个端面固连，所以内齿圈5带动旋转板 4旋转，旋转板4的另一个端面上安装电动狭缝装置1，所以旋转板4带动电动狭缝装置1转动，因而电动狭缝装置1中的狭缝方向得到调节，综上所述，调控第一步进电机7即可调节狭缝的方向。

实施例2：

结合图1、图2、图3以及图4所示，本实施例中的可旋转电动狭缝，其结构基本与实施例1相同，其区别主要在于：电动狭缝装置包括壳体9、双旋丝杠10、两个缝门11以及第二步进电机12；

壳体9包括四个矩形板首尾相连形成的中空框架以及设置在中空框架上的前端盖13和后端盖14；前端盖13和后端盖14上均设置有与狭缝的开合范围相适配的通孔；所述中空框架的底部内壁上安装有导轨15，所述中空框架内顶部安装双旋丝杠10，双旋丝杠10包括左旋螺纹段和右旋螺纹段，左旋螺纹段和右旋螺纹段上均安装螺母16；两个缝门11的一端卡装于导轨15 上，另一端分别通过螺母座17与两个螺母16连接，两个缝门11之间形成狭缝；第二步进电机12固定在所述中空框架上，其输出轴穿过所述中空框架与双旋丝杠10连接，由此第二步进电机12可以同时控制两个缝门11，使其同时相向运动或反向运动并保持狭缝中心位置不变。

优选的，电动狭缝装置1还包括磁栅尺18；磁栅尺18的读数头固定安装于其中一个缝门11前端；磁栅尺18的尺带对应贴于所述中空框架的底部内壁上，由此，磁栅尺可随时测量缝门11的位移，即可得出狭缝的宽度。

优选的，第二步进电机12与所述磁栅尺18电连接，由此，磁栅尺18 既能测量狭缝宽度又充当了第二步进电机12的光电开关，防止因电机堵转所带来的损伤。

优选的，第二步进电机12的输出轴与所述中空框架之间设置有轴承。

本实施例的主要部件作用分别如下：

双旋丝杠10：其上包括有左旋螺纹段和右旋螺纹段，主要作用使两个缝门11在一个步进电机的作用下同时运动，并保持狭缝中心位置不变；

导轨15：主要用于卡装两个缝门11，保持其稳定运行；

第二步进电机12：主要用于调控双旋丝杠10；

磁栅尺18：主要用于测量缝门11的位移，进而得到狭缝的宽度。

本实施例的工作原理如下：

第二步进电机12与双旋丝杠10连接，所以第二步进电机12带动双旋丝杠10转动，双旋丝杠10包括左旋螺纹段和右旋螺纹段，两个缝门11均通过两个螺母16分别连接于双旋丝杠10的左旋螺纹段和右旋螺纹段，第二步进电机12带动双旋丝杠10转动的同时两个缝门11可同步相向运动或者反向运动，从而在保持狭缝中心不变的情况下实现了狭缝宽度调整。

狭缝的方向调控和狭缝的宽度调节互不干涉，各司其职。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可旋转电动狭缝，包括电动狭缝装置(1)和方向调节装置(2)，其特征在于：

所述方向调节装置(2)包括环形座(3)、固定板(8)、旋转板(4)、内齿圈(5)、驱动齿轮(6)以及第一步进电机(7)；

所述固定板(8)固定安装于环形座(3)的一端，所述旋转板(4)位于环形座(3)的另一端，从而环形座(3)、固定板(8)和旋转板(4)之间形成一个圆形空腔；

所述内齿圈(5)与环形座(3)同轴且位于圆形空腔内，所述内齿圈(5)的外表面与环形座(3)的内表面之间设置有轴承组件；所述旋转板(4)的一个端面与所述内齿圈(5)固连，另一个端面上安装电动狭缝装置(1)；

所述第一步进电机(7)安装于所述固定板(8)上，其输出轴穿过固定板(8)后与位于所述圆形空腔内的所述驱动齿轮(6)连接，所述驱动齿轮(6)与内齿圈(5)啮合；

所述旋转板(4)上开设有与所述电动狭缝装置(1)中狭缝的开合范围相适配的通孔，所述固定板(8)上设置有与所述电动狭缝装置(1)中狭缝的旋转范围相适配的通孔。

2.根据权利要求1所述的一种可旋转电动狭缝，其特征在于：所述电动狭缝装置包括壳体(9)、双旋丝杠(10)、两个缝门(11)以及第二步进电机(12)；

所述壳体(9)包括四个矩形板首尾相连形成的中空框架以及设置在中空框架上的前端盖(13)和后端盖(14)；所述前端盖(13)和后端盖(14)上均设置有与狭缝的开合范围相适配的通孔；

所述中空框架的底部内壁上安装有导轨(15)，所述中空框架内顶部安装所述双旋丝杠(10)，所述双旋丝杠(10)包括左旋螺纹段和右旋螺纹段，左旋螺纹段和右旋螺纹段上均安装螺母(16)；

所述两个缝门(11)的一端卡装于所述导轨(15)上，另一端分别通过螺母座(17)与两个所述螺母(16)连接，两个缝门(11)之间形成狭缝；

所述第二步进电机(12)固定在所述中空框架上，其输出轴穿过所述中空框架与双旋丝杠(10)连接。

3.根据权利要求2所述的一种可旋转电动狭缝，其特征在于：所述电动狭缝装置(1)还包括磁栅尺(18)；

所述磁栅尺(18)的读数头固定安装于其中一个缝门(11)前端；

所述磁栅尺(18)的尺带对应贴于所述中空框架的底部内壁上。

4.根据权利要求1所述的一种可旋转电动狭缝，其特征在于：所述轴承组件包括第一滚珠容置仓(19)、第二滚珠容置仓(20)以及若干滚珠(21)；

所述固定板(8)内壁、内齿圈(5)一端外壁以及环形座(3)的对应内壁上均设置有第一环形凹槽，三个第一环形凹槽形成第一滚珠容置仓(19)；

所述内齿圈(5)的另一端外壁和环形座(3)的对应内壁均设置有第二环形凹槽，两个第二环形凹槽形成第二滚珠容置仓(20)；

所述若干滚珠(21)均匀设置于所述第一滚珠容置仓(19)和第二滚珠容置仓(20)内。

5.根据权利要求3所述的一种可旋转电动狭缝，其特征在于：所述第二步进电机(12)与所述磁栅尺(18)电连接。

6.根据权利要求2所述的一种可旋转电动狭缝，其特征在于：所述第一步进电机(7)的输出轴与固定板(8)之间以及第二步进电机(12)的输出轴与所述中空框架之间均设置有轴承。

Images