专利名称：一种单驱动双光栅同步波长扫描的联动正弦机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于各种双单色仪或准双单色仪光谱仪中的双光栅波长同
步扫描驱动，具体是指一种单驱动双光栅同步波长扫描的联动正弦机构。
背景技术：
单色仪工作时，需要知道输出光束的波长，波长示数的精度和重复性是单色仪的 重要性能指标之一，一般要求与单色仪的出射光谱带宽(或分辨率)为同一数量级。高分 辨率的仪器要求有高精度的波长精度和重复性。正弦机构是光栅式单色仪中常用的机构， 利用正弦杠杆机构可做到光栅转动时，由仪器射出光束的波长按线性变化。 把两个简单单色器串联起来，就构成了双单色仪。在双联单色仪中，每台单色仪都 有各自的色散系统、具有一定的色散率。两台单色器联合工作，可以有两种不同的组合方 式色散相加系统和色散相减系统。采用色散相加系统的双联单色仪可以获得更大的总色 散率；而采用色散相减的双联单色仪则只是为了获得更"纯"的单色光和抑制杂散光。色散 相加的双单色仪在扫描时，必须保证两台单色仪的动态一致性，最好是采用一个机构来控 制两台单色仪的有关运动。因为稍有不同，则被分解的光束就不能全部从出射狭缝射出，甚 至会被中间狭缝全部挡住。对于这种双单色仪，它们的色散元件等光学零件一般要求保持 一致，最好是采用完全相同的单色仪系统。色散相减的双单色仪采用转动光栅方法扫描时， 也有上述要求。 从目前资料看到双单色仪都是采用相同的光栅及光学零件，其光栅方程相同。 如美国Spectral Products的CM112双单色器，每个单色器中都采用双光栅塔轮，由高精 度细分的步进电机驱动蜗轮蜗杆方式保证同步及扫描精度。加拿大Sciencetech Inc的 9055DA、 9040D双单色器，每个单色器由独立的正弦机构驱动，并由计算机控制，以便两个单 元的角度跟踪。以上提到的双单色器价格都非常昂贵，一般都上万美元。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用效率及精度高、且使用方便的一
种单驱动双光栅同步波长扫描的联动正弦机构。 为了实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是 —种单驱动双光栅同步波长扫描的联动正弦机构，设置有丝杆、螺母、斜块、导杆、
正弦臂、光栅转台、第一光栅、第二光栅、轴承座、轴承座、同步带传动、电机架、步进电机，所
述的步进电机固定于电机架上，并与同步带传动连接，所述同步带传动同时连接于轴承座，
轴承座与轴承座之间设置有丝杆、导杆，并通过螺母将其固定，所述的螺母上设置有斜块，
正弦臂安装于光栅转台，并其臂端靠弹簧力与斜块的斜面保持接触，该光栅转台安装在第
一光栅，另一正弦臂安装于光栅转台上，并该光栅转台安装于第二光栅，所述的正弦臂设置
有两个，且臂杆长度不相同并可以微调长度，所述的光栅转台设置有两个。 所述的丝杆安装在两光栅转台之间。[0009] 所述的两光栅转台转向相同时，丝杆为具有两段不同旋向的螺纹的结构。 所述的两光栅转台转向相反时，所述丝杆为单向螺纹的结构采用上述方案后，由
于本实用新型采用上述结构后，结构简单、使用效率及精度高；且又本实用新型，把丝杆布
置在两光栅转台之间，使丝杆全长可利用，大大縮短了丝杆的长度，因此结构更加紧凑。
以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明
图1-2为本实用新型结构示意图3为本实用新型的另一结构示意图, 图号说明
1、丝杆
4、导杆
7、光栅转台
10、轴承座
13、电机架
51臂杆
2、螺母
5、正弦臂
8、第一光栅
11、轴承座
14、步进电机
3、斜块 6、正弦臂 9、第二光栅 12、同步带传动
具体实施方式—种单驱动双光栅同步波长扫描的联动正弦机构，如图1所示，设置有丝杆1、螺 母2、斜块3、导杆4、正弦臂5、正弦臂6、光栅转台7、第一光栅8、第二光栅9、轴承座10、轴 承座11、同步带传动12、电机架13、步进电机14，所述的步进电机14固定于电机架13上， 并与同步带传动12连接，所述同步带传动12同时连接于轴承座ll，轴承座11与轴承座10 之间设置有丝杆1、导杆4，并通过螺母2将其固定，所述的螺母2上设置有斜块3，正弦臂5 安装于光栅转台7，并其臂杆51靠弹簧力与斜块3的下面保持接触，该光栅转台7安装在第 一光栅8，另一正弦臂6安装于光栅转台7上，并该光栅转台7安装于第二光栅9。 本实用新型是在正弦机构原理基础上，通过共用丝杆l，驱动两个光栅转台7，并 通过不同长度的正弦臂5、正弦臂6实现两个光栅第一光栅8、第二光栅9的同步波长扫描。 本实用新型由步进电机14通过同步带传动12带动一个丝杆1转动，导杆4限制了螺母2 的转动，使其只沿轴向移动；正弦臂5、正弦臂6长度不相同且长度可以微调，外端靠弹簧力 紧贴斜块3的斜面并可在斜面上滑动，当螺母2及斜块3移动时，正弦臂5、正弦臂6绕光栅 转台7的转轴转动。所述的正弦臂5、正弦臂6的杆长度必须满足下式的关系，才能实现两 个光栅的同步波长扫描。
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2 2 由于两光栅转台7之间有一定距离，如果在两转台同侧布置丝杆l，会使丝杆长度 很长，中间会有一段不能利用的部分，也不利于机构的稳定性。因此本实用新型，把丝杆1 布置在两光栅转台7之间，使丝杆1全长可利用，大大縮短了丝杆的长度。对于色散相加系
4统，要求两光栅转台7转向相同时，把丝杆1做成具有两段不同旋向的螺纹的结构，配合图 2所示，这样当步进电机带动丝杆1转动时，就可以带动两螺母2反向移动，而正弦臂5、正 弦臂6则同向转动；对于色散相减系统，要求两光栅转台7转向相反时，把丝杆1做成单向 螺纹的结构，此时螺母2可以合二为一，如图3所示，丝杆1结构可以更加紧凑，这样当步进 电机14带动丝杆1转动时，就可以带动正弦臂5、正弦臂6反向转动。 配合图3所示，为本实用新型的另一实施例此实例中，丝杆30具有单向螺纹，两 个斜块32安装在螺母31上，其它结构与前一个实例相同。由于丝杆30更短，因此此实例 结构更加紧凑。此实例中，两光栅台7为反向转动。 以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域 的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因 此，所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求限定。
权利要求一种单驱动双光栅同步波长扫描的联动正弦机构，其特征在于设置有丝杆、螺母、斜块、导杆、正弦臂、光栅转台、第一光栅、第二光栅、轴承座、轴承座、同步带传动、电机架、步进电机，所述的步进电机固定于电机架上，并与同步带传动连接，所述同步带传动同时连接于轴承座，轴承座与轴承座之间设置有丝杆、导杆，并通过螺母将其固定，所述的螺母上设置有斜块，正弦臂安装于光栅转台，并其臂端靠弹簧力与斜块的斜面保持接触，该光栅转台安装在第一光栅，另一正弦臂安装于光栅转台上，并该光栅转台安装于第二光栅，所述的正弦臂设置有两个，且臂杆长度不相同并可以微调长度，所述的光栅转台设置有两个。
2. 如权利要求1所述的一种单驱动双光栅同步波长扫描的联动正弦机构，其特征在 于所述的丝杆安装在两光栅转台之间。
3. 如权利要求1所述的一种单驱动双光栅同步波长扫描的联动正弦机构，其特征在 于所述的两光栅转台转向相同时，丝杆为具有两段不同旋向的螺纹的结构。
4. 如权利要求1所述的一种单驱动双光栅同步波长扫描的联动正弦机构，其特征在 于所述的两光栅转台转向相反时，所述丝杆为单向螺纹的结构。
专利摘要本实用新型公开了一种单驱动双光栅同步波长扫描的联动正弦机构，设置有丝杆、螺母、斜块、导杆、正弦臂、光栅转台、第一光栅、第二光栅、轴承座、轴承座、同步带传动、电机架、步进电机，所述的步进电机固定于电机架上，并与同步带传动连接，所述同步带传动同时连接于轴承座，轴承座与轴承座之间设置有丝杆、导杆，并通过螺母将其固定，所述的螺母上设置有斜块，正弦臂安装于光栅转台，并其臂端与斜块的斜面保持接触，该光栅转台安装在第一光栅，另一正弦臂安装于光栅转台上，并该光栅转台安装于第二光栅，所述的正弦臂设置有两个，且臂杆长度不相同，所述的光栅转台设置有两个。本实用新型结构简单、使用效率及精度高、且使用方便。
文档编号G01J3/06GK201522329SQ20092024618
公开日2010年7月7日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者孙金龙, 张效军, 朱哲华 申请人:北京普析通用仪器有限责任公司