一种具有简化小结构的凹面光栅单色仪制造技术

本实用新型专利技术属于光谱仪器中的光栅单色仪领域。这种单色仪由于其入射光和出射光线间夹角很大，通常都有结构复杂、体积大的缺点。本实用新型专利技术设计出双筒式入、出缝结构；电机经弹性联轴节与丝杠相连，正弦杆在Ｏ波长时与丝杠不垂直，简化紧凑的螺母防转机构等，达到了结构简单、可靠、体积小、重量轻、成本低的目的。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光学测量
，涉及光谱仪器中的光栅单色仪。一般小型凹面光栅单色仪，它的入射和出射光线之间有很大的夹角。这种光栅单色仪的总体外形一般为方形的，为适应出射光线的方向，在出射狭缝处加一个三角形块，如附图说明图1所示。另一种外形是把方形箱体去掉一个角，加一个筒状结构，安装出射狭缝。如图2所示。通常是用步进电机带动丝杠螺母付，经正弦杆使光栅转动以调节不同波长。丝杠与电机的连接现在多用直接连接方式，也有用一对齿轮付实现连接的。正弦杆是使光栅转动时波长线性变化的装置。现有小型凹面光栅单色仪的正弦杆在O波长时，是与丝杠垂直的。为防止螺母随丝杠而转动，都设有螺母防转装置，结构多样。本技术出入狭缝都采用筒状形状，丝杠同电机是柔性联轴节连接，波长O位时正弦杆不垂直丝杠和螺母简化的防转机构，目的是提供一种具有简化小结构的凹面光栅单色仪。本技术不仅能更好地满足单色仪的各种使用要求，同时具有明显简化，更小型化的特点，从而不仅改善了使用性能，还容易加工、降低成本，适用于各种便携式光谱仪和航空、航天光谱仪器。本技术由筒式入缝1，筒式出缝2，电机3，柔性联轴节4，凹面光栅5，正弦机构6，螺母7，丝杠8，箱体9，防转导轨10，防转导槽11，丝杠固定轴承12等构件组成，如图3所示。筒式入缝1和筒式出缝2安装有狭缝，入射光经筒式入缝1至凹面光栅5，衍射后的筒式出缝2射出。调整出射波长是通过电机3转动丝杠8，使螺母7在丝杠8上平移，再通过正弦杆机构6，从而使凹面光栅5旋转来实现。本技术为实现上述目的，采取以下技术措施，克服和改进了现有结构的不足之处。现详细分述如下。图4为本技术的筒式入缝1和筒式出缝2在箱体9上安装位置图。本技术在外形整体结构方面，在箱体9的入缝和出缝处用两个筒状结构，作为筒式入缝1和筒式出缝2，如图4所示。这样结构的好处是减小箱体尺寸，减少箱体重；筒状便于加工，仅用车床即可。如图1所示三角形结构要用铣床加工，而工时成本车工比铣床加工要低得多；入缝和出缝结构相同，尺寸相同，便于互换和标准化。达到了减小体积、降低成本、方便使用的目的。图5为本技术柔性联轴节4的结构示意图。图中13、14为轴毂，15弹性垫，16螺钉。步进电机3与丝杠8的连接采用简化柔性联轴节4连接，如图5所示。由轴毂13、14，弹性垫15及螺钉16组成。电机3轴输出的扭矩由轴毂13经螺钉16传给弹性垫15，再经螺钉16传给轴毂14，轴毂14与丝杠8固定，使丝杠转动。这样的好处是可以避免电机3轴与丝杠8直接连接时造成不同轴干涉；也可避免用齿轮付连接造成的尺寸增大和成本增加。轴毂13同电机3的输出轴固定在一起，轴毂14同丝杠8固定在一起，弹性垫15放在轴毂13和14之间，三者用螺钉16连接。图6为本技术正弦机构6结构示意图。图中17为正弦杆，17螺母，19光栅转动中心，20正弦杆导轨。正弦机构6如图6所示，采用在O波长时，正弦杆17不垂直于丝杠8的方案，这时与螺母7固定的正弦杆导轨20应为三角形，图中19是光栅转动中心。这样在转动方向确定后，可以充分利用丝杠8的有效长度，因此可以缩短丝杠和缩小箱体的尺寸。图7为本技术螺母防转机构的结构示意图。图中18为防转导槽，10为防转导轨。本技术采用的螺母防转机构如图7所示。由固定在螺母7上的防转导槽18和固定在箱体9上的防转导轨10组成。防转导槽18用摩擦系数很小的聚四氟乙烯制造，与防转导轨10滑动配合，结构简单、精度高。采用上述结构的光栅单色仪结构十分简单紧凑，总体积减小，重量减轻，性能提高，成本降低，特别适用于各种便携式光谱仪器和航空、航天用光谱仪器。采用上述结构的100mm焦距凹面光栅单色仪，其长×宽×高的尺寸小于、135mm×135mm×85mm，重量小于1.3kg，是同类单色仪中最小、最轻的一种。权利要求1.一种具有简化小结构的凹面光栅单色仪，包含有入缝、出缝、电机、凹面光栅、箱体、丝杠、正弦机构等，其特征是在箱体9的入缝处安装有筒式入缝1，出缝处安装有筒式出缝2；电机3与丝杠8用柔性联轴节4连接，柔性联轴节4由轴毂13、14，弹性垫15及螺钉16组成，轴毂13同电机3输出轴固定，轴毂14同丝杠8固定，弹性垫15放在轴毂13和14之间，柔性连接在一起；在O波长时，采用正弦杆17不垂直于丝杠8的正弦机构6，正弦机构6上与螺母7固定的正弦杆导轨20为三角形；螺母防转机构由固定在螺母7上的防转导槽18和固定在箱体9上的防转导轨10组成。2.根据权利要求1所述的具有简化小结构的凹面光栅单色仪，其特征是筒式入缝1和筒式出缝2的形状结构和尺寸相同。3.根据权利要求1所述的具有简化小结构的凹面光栅单色仪，其特征是轴毂13、14和弹性垫15用螺钉16连接。专利摘要本技术属于光谱仪器中的光栅单色仪领域。这种单色仪由于其入射光和出射光线间夹角很大,通常都有结构复杂、体积大的缺点。本技术设计出双筒式入、出缝结构;电机经弹性联轴节与丝杠相连,正弦杆在O波长时与丝杠不垂直,简化紧凑的螺母防转机构等,达到了结构简单、可靠、体积小、重量轻、成本低的目的。文档编号G01J3/12GK2457580SQ0026647公开日2001年10月31日 申请日期2000年12月27日 优先权日2000年12月27日专利技术者郝德阜, 齐向东 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有简化小结构的凹面光栅单色仪，包含有入缝、出缝、电机、凹面光栅、箱体、丝杠、正弦机构等，其特征是在箱体９的入缝处安装有筒式入缝１，出缝处安装有筒式出缝２；电机３与丝杠８用柔性联轴节４连接，柔性联轴节４由轴毂１３、１４，弹性垫１５及螺钉１６组成，轴毂１３同电机３输出轴固定，轴毂１４同丝杠８固定，弹性垫１５放在轴毂１３和１４之间，柔性连接在一起；在Ｏ波长时，采用正弦杆１７不垂直于丝杠８的正弦机构６，正弦机构６上与螺母７固定的正弦杆导轨２０为三角形；螺母防转机构由固定在螺母７上的防转导槽１８和固定在箱体９上的防转导轨１０组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝德阜，齐向东，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：实用新型
国别省市：82[中国|长春]