單色儀多濾光片切換機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于航天光學儀器調節技術領域，具體涉及一種單色儀多濾光片切換機構。
【背景技術】
[0002]應用于太空的光學儀器單位重量發射成本高昂，衛星空間資源十分寶貴，而某些空間的光學儀器為了得到不同的單色光源，需要多個濾光片的切換。通常的濾光片采用輪式機構實現濾光片的切換，當濾光片的數量增多時，濾光片輪的徑向尺寸將會變得很大，體積的增大增加了衛星的發射費用，占用了更多的星上載荷布置空間。為了減小衛星的總體發射成本、節約衛星上寶貴的空間，需要設計一種全新的體積小巧的單色儀多濾光片切換機構。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于一種單色儀多濾光片切換機構，解決現有技術中存在的對多片濾光片調節成本高和占用星上載荷空間大的問題。
[0004]為實現上述目的，本發明的單色儀多濾光片切換機構包括:
[0005]殼體，所述殼體內部包括在備用腔和工作腔之間豎直方向上設置的內孔；
[0006]沿殼體內孔豎直方向設置的多個鏡座，所述鏡座包括凸臺、圓孔和鍵槽，所述鏡座一端固定濾光片，另一端設置有凸臺，所述鏡座在凸臺位置豎直方向上設置有圓孔，所述圓孔內環面開有通的鍵槽，所述凸臺外環面與殼體的內孔軸孔配合；
[0007]與鏡座的圓孔配合的套筒，所述套筒外表面一端固定鍵，套筒轉動帶動鍵在鏡座中圓孔上的鍵槽內轉動；
[0008]轉動電機，所述轉動電機的電機軸與套筒一端的內孔通過花鍵連接，套筒可以相對轉動電機的電機軸沿軸向移動；
[0009]移動電機，所述移動電機的電機軸與絲杠螺母機構的絲杠連接，螺母設置在套筒另一端的側面上。
[0010]所述套筒的外圓直徑小于鏡座上的圓孔的孔徑。
[0011]所述鍵的長度L小于單個鏡座的厚度D。
[0012]所述轉動電機的電機軸的長度大于套筒沿軸向的行程與電機軸和套筒接觸長度之和。
[0013]所述殼體的備用腔和工作腔與每一個鏡座對應位置設置有轉動軌道，所述轉動軌道兩端設置有限位開關和彈性鎖止機構。
[0014]本發明的有益效果為:本發明的單色儀多濾光片切換機構通過套筒的上下移動和轉動選擇待調節的鏡座，并調節鏡座在備用腔和工作腔之間切換，套筒的運動分別由兩個電機驅動，一個電機驅動套筒繞軸線轉動，另一個電機通過絲杠螺母機構驅動套筒沿軸向移動。套筒的內孔與通過花鍵與轉動電機的電機軸配合，套筒的轉動通過轉動驅動電機控制，套筒可以相對于轉動電機的電機軸沿軸向自由移動。轉動電機和移動電機位于套筒的兩端，移動電機的電機軸與絲杠螺母機構的絲杠連接，絲杠螺母機構的螺母連接在套筒的一側端面，套筒的軸向移動通過移動驅動電機控制。整個機構簡單徑向尺寸小，成本低和占用星上載荷空間小。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的單色儀多濾光片切換機構外部結構示意圖；
[0016]圖2為本發明的單色儀多濾光片切換機構內部結構示意圖；
[0017]圖3為本發明的單色儀多濾光片切換機構去除殼體的結構示意圖；
[0018]圖4為本發明的單色儀多濾光片切換機構中的鏡座結構示意圖；
[0019]圖5為本發明的單色儀多濾光片切換機構中的套筒結構示意圖；
[0020]其中:1、殼體，101、備用腔，102、工作腔，103、轉動軌道，2、鏡座，201、凸臺，202、圓孔，203、鍵槽，3、套筒，301、鍵，4、轉動電機，5、濾光片，6、移動電機，7、花鍵。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明。
[0022]參見附圖1、附圖2、附圖3、附圖4和附圖5，本發明的單色儀多濾光片切換機構包括:
[0023]殼體1，所述殼體I內部包括在備用腔101和工作腔102之間豎直方向上設置的內孑L ；
[0024]沿殼體I內孔豎直方向設置的多個鏡座2，所述鏡座2包括凸臺201、圓孔202和鍵槽203，所述鏡座2 —端固定濾光片5，另一端設置有凸臺201，所述鏡座2在凸臺201位置豎直方向上設置有圓孔202，所述圓孔202內環面開有通的鍵槽203，所述凸臺201外環面與殼體I的內孔軸孔配合；
[0025]與鏡座2的圓孔202配合的套筒3，所述套筒3外表面一端固定鍵301，套筒3轉動帶動鍵301在鏡座2中圓孔202上的鍵槽203內轉動；
[0026]轉動電機4，所述轉動電機4的電機軸與套筒3 —端的內孔通過花鍵7連接，套筒3可以相對轉動電機4的電機軸沿軸向移動；
[0027]移動電機6，所述移動電機6的電機軸與絲杠螺母機構的絲杠連接，螺母設置在套筒3另一端的側面上。
[0028]所述套筒3的外圓直徑小于鏡座2上的圓孔202的孔徑。
[0029]所述鍵301的長度L小于單個鏡座2的厚度D。
[0030]所述轉動電機4的電機軸的長度大于套筒3沿軸向的行程與電機軸和套筒3接觸長度之和。
[0031]所述殼體I的備用腔101和工作腔102與每一個鏡座2對應位置設置有轉動軌道103，所述轉動軌道103兩端設置有限位開關和彈性鎖止機構，當某一鏡座2運動到備用腔101或工作腔102時，限位開關發出相應信號使轉動電機4停止轉動，同時彈性鎖止機構將濾光片5鏡座2鎖緊，鎖緊力的大小通過調節彈性元件的剛度使其足以保持濾光片5鏡座2不因為慣性等隨意轉動，又能在轉動驅動電機產生的轉矩作用下擺脫鎖止機構的鎖緊。
[0032]濾光片5可以在工作腔102和備用腔101之間切換，當太陽光通過濾光片5濾光后便可得到需要的單色光源。切換不同的濾光片5到工作腔102，可以得到不同的單色光源。濾光片5的運動通過套筒3控制，套筒3的外圓的鍵撥動鏡座2繞軸轉動，套筒3的轉動通過轉動電機4控制，轉動電機4的電機軸通過花鍵7與套筒3的圓孔202配合，套筒3可以沿軸線方向移動。套筒3的軸向移動由移動電機6控制，套筒3的遠離外圓凸出結構的一端為螺母，移動電機6的電機軸與絲杠螺母機構的絲杠固定連接，移動電機6轉動控制套筒3沿軸向的位移，即選擇讓哪個濾光片5轉動。
[0033]濾光片5的運動軌道有限位開關和彈性鎖止機構，當濾光片5運動到工作腔102或備用腔101時觸碰限位開關，限位開關發出信號使轉動電機4停止轉動，同時彈性鎖止部件將濾光片5鎖住。之后套筒3可以在移動電機6和轉動電機4的控制下運動到下一個需要轉動的濾光片5位置，轉動電機4的力矩可以克服彈性鎖止機構的力而使相應的鏡座2轉動。
【主權項】
1.單色儀多濾光片切換機構，其特征在于，包括: 殼體(I)，所述殼體(I)內部包括在備用腔(101)和工作腔(102)之間豎直方向上設置的內孔； 沿殼體(I)內孔豎直方向設置的多個鏡座(2)，所述鏡座(2)包括凸臺(201)、圓孔(202)和鍵槽(203)，所述鏡座(2) —端固定濾光片(5)，另一端設置有凸臺(201)，所述鏡座(2)在凸臺(201)位置豎直方向上設置有圓孔(202)，所述圓孔(202)內環面開有通的鍵槽(203)，所述凸臺(201)外環面與殼體(I)的內孔軸孔配合； 與鏡座(2)的圓孔(202)配合的套筒(3)，所述套筒(3)外表面一端固定鍵(301)，套筒(3)轉動帶動鍵(301)在鏡座(2)中圓孔(202)上的鍵槽(203)內轉動； 轉動電機(4)，所述轉動電機(4)的電機軸與套筒(3) —端的內孔通過花鍵連接，套筒(3)可以相對轉動電機(4)的電機軸沿軸向移動； 移動電機￠)，所述移動電機￠)的電機軸與絲杠螺母機構的絲杠連接，螺母設置在套筒(3)另一端的側面上。
2.根據權利要求1所述的單色儀多濾光片切換機構，其特征在于，所述套筒(3)的外圓直徑小于鏡座⑵上的圓孔(202)的孔徑。
3.根據權利要求1所述的單色儀多濾光片切換機構，其特征在于，所述鍵(301)的長度L小于單個鏡座(2)的厚度D。
4.根據權利要求1所述的單色儀多濾光片切換機構，其特征在于，所述轉動電機(4)的電機軸的長度大于套筒(3)沿軸向的行程與電機軸和套筒(3)接觸長度之和。
5.根據權利要求1所述的單色儀多濾光片切換機構，其特征在于，所述殼體(I)的備用腔(101)和工作腔(102)與每一個鏡座(2)對應位置設置有轉動軌道(103)，所述轉動軌道(103)兩端設置有限位開關和彈性鎖止機構。
【專利摘要】單色儀多濾光片切換機構屬于航天光學儀器調節技術領域，目的在于解決現有技術中對多片濾光片調節成本高和占用星上載荷空間大的問題。本發明包括：殼體、鏡座、套筒、轉動電機和移動電機；殼體內部包括在備用腔和工作腔之間豎直方向上設置的內孔；沿殼體內孔豎直方向設置的多個，鏡座包括凸臺、圓孔和鍵槽，鏡座一端固定濾光片，另一端設置有凸臺，鏡座在凸臺位置豎直方向上設置有圓孔，圓孔內環面開有通的鍵槽，凸臺外環面與殼體的內孔軸孔配合；套筒外表面一端固定鍵，套筒轉動帶動鍵在鏡座中圓孔上的鍵槽內轉動；轉動電機的電機軸與套筒一端的內孔通過花鍵連接；移動電機的電機軸與絲杠螺母機構的絲杠連接，螺母設置在套筒另一端的側面上。
【IPC分類】G02B7-00
【公開號】CN104793310
【申請號】CN201510188112
【發明人】王玉鵬, 賈瑞棟, 姜明, 王凱, 方偉, 夏志偉
【申請人】中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月21日