[發(fā)明專利]一種具備回彈功能的光路旋轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011526077.4
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112649931B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉鳳壘;司福祺;黃書華;薛輝;曾議
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明

本發(fā)明公開了一種具備回彈功能的光路旋轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)，包括步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)動部件固定板，電機(jī)座，微動開關(guān)等。通過渦卷彈簧彈簧施加給與光路切換鏡座連接的卷簧內(nèi)端連接桿力矩，從而實(shí)現(xiàn)施加給光路切換機(jī)構(gòu)軸系力矩，并且設(shè)計(jì)了合理的渦卷彈簧工作力矩范圍，一方面，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路發(fā)生故障無法驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動時(shí)，渦卷彈簧在整個(gè)光路切換鏡座轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)都大于步進(jìn)電機(jī)自定位力矩，從而依靠渦卷彈簧施加給光路旋轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)力矩，將光路切換鏡座旋轉(zhuǎn)到設(shè)計(jì)的指定位置；另一方面，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)在驅(qū)動電路驅(qū)動下正常工作時(shí)，步進(jìn)電機(jī)可以可靠的克服渦卷彈簧施加給軸系的阻力矩，實(shí)現(xiàn)微動開關(guān)檔桿觸碰微動開關(guān)導(dǎo)通實(shí)現(xiàn)光路切換鏡座的旋轉(zhuǎn)位置定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具備回彈功能的光路旋轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的具備回彈功能的旋轉(zhuǎn)活動機(jī)構(gòu)，都是需要將彈性元件直接連接到旋轉(zhuǎn)軸上。

本發(fā)明的目的是針對在衛(wèi)星光學(xué)遙感儀器中，需要具備回彈功能的旋轉(zhuǎn)活動部件，通過設(shè)計(jì)該光路切換機(jī)構(gòu)支撐光學(xué)鏡片旋轉(zhuǎn)，起到切換儀器光路的作用，在兩個(gè)(或者)多個(gè)光路中，其中一個(gè)光路是儀器實(shí)現(xiàn)最主要功能的必備條件，而電機(jī)驅(qū)動電路存在在軌失效的風(fēng)險(xiǎn)，這樣儀器就無法實(shí)現(xiàn)最主要功能，在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中增加渦卷彈簧，可以實(shí)現(xiàn)即使電機(jī)無法帶電驅(qū)動光路切換鏡轉(zhuǎn)動的情況下，光路切換鏡任然可以在渦卷彈簧施加給軸系的力矩下旋轉(zhuǎn)到儀器實(shí)現(xiàn)最主要功能需要的位置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的內(nèi)容是根據(jù)驅(qū)動光路切換機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動力矩、保持力矩性能，設(shè)計(jì)出既能夠在電機(jī)斷電狀態(tài)下將光路切換鏡旋轉(zhuǎn)到初始位置，又可以保證電機(jī)具有足夠的驅(qū)動力矩裕度能夠?qū)⒐饴非袚Q鏡旋轉(zhuǎn)到使微動開關(guān)導(dǎo)通以及可以是光路切換鏡可以停留在定標(biāo)光路位置保持；同時(shí)，保證在活動部件整個(gè)轉(zhuǎn)動范圍，渦卷彈簧的力矩大于軸系摩擦力矩，可以實(shí)現(xiàn)活動部件具備電機(jī)驅(qū)動電路發(fā)生故障無法驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)，通過渦卷彈簧施加給軸系的力矩，保證光路切換鏡轉(zhuǎn)動到初始位置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種具備回彈功能的光路旋轉(zhuǎn)切換機(jī)構(gòu)，包括步進(jìn)電機(jī)1，轉(zhuǎn)動部件固定板2，電機(jī)座3，微動開關(guān)4，微動開關(guān)檔桿5，光路切換鏡6，光路切換鏡鏡座7，軸承座8，軸承座支座9，力矩測試輪10，限位塊11，卷簧內(nèi)端連接桿12，卷簧內(nèi)端壓板13，卷簧支撐座14，渦卷彈簧15，卷簧外端壓板16和深溝球軸承17。電機(jī)座3，軸承座支座9，卷簧支撐座14三者都通過螺釘與轉(zhuǎn)動部件固定板2連接；步進(jìn)電機(jī)1通過螺釘與電機(jī)座3連接，光路切換鏡鏡座7通過螺釘與步進(jìn)電機(jī)1的軸連接，軸承座8通過螺釘與軸承座支座9連接，深溝球軸承17安裝在軸承座8內(nèi)部；光路切換鏡鏡座7一端由步進(jìn)電機(jī)1軸支撐，另一端由深溝球軸承17支撐；微動開關(guān)4通過螺釘固定在電機(jī)座3上，微動開關(guān)檔桿5通過螺釘與光路切換鏡鏡座7連接，當(dāng)光路切換鏡鏡座7轉(zhuǎn)動到微動開關(guān)檔桿5壓通微動開關(guān)4時(shí)，通過收到微動開關(guān)導(dǎo)通信號可以確定光路切換鏡座7轉(zhuǎn)動位置，也就是通過微動開關(guān)檔桿5和通微動開關(guān)4實(shí)現(xiàn)光路切換機(jī)構(gòu)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)(從電機(jī)軸方向看)的定位與限位；卷簧內(nèi)端連接桿12一端與光路切換鏡鏡座7連接固定，另一端與卷簧內(nèi)端壓板13連接固定，卷簧內(nèi)端壓板13將渦卷彈簧15內(nèi)端壓固在卷簧內(nèi)端連接桿12上，卷簧內(nèi)端連接桿12將光路切換鏡鏡座7的軸進(jìn)行了延伸，解決了渦卷彈簧15無法直接連接在光路切換鏡鏡座7軸上的問題；渦卷彈簧15的外端被卷簧外端壓板16壓固在卷簧支撐座14上；材料是聚酰亞胺的限位塊11通過3M2216膠粘劑粘在卷簧支撐座14上，通過修磨限位塊11可以調(diào)整光路切換機(jī)構(gòu)順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)(從電機(jī)軸方向看)轉(zhuǎn)動極限位置；力矩測試輪10通過螺釘與光路切換鏡鏡座7連接，通過力矩測試輪10可以用懸線發(fā)測試光路切換機(jī)構(gòu)的啟動力矩、摩擦力矩、保持力矩。光路切換鏡6是使用3M 2216膠粘劑與光路切換鏡鏡座(7)粘接固定。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的效果為：

(1)本發(fā)明紫外高光譜大氣成分探測儀光路切換活動部件針對紫外高光譜大氣成分探測儀需要在電機(jī)驅(qū)動電路發(fā)生故障時(shí)，保證光路切換鏡停留在旋轉(zhuǎn)出主光路位置，運(yùn)用渦卷彈簧裝置保證可以實(shí)現(xiàn)上述需求。