CN214474161U

CN214474161U - 一种高精度闭环控制的狭缝调整装置

Info

Publication number: CN214474161U
Application number: CN202120268185.XU
Authority: CN
Inventors: 崔雷; 王弼陡; 贾晨; 何大永; 田浩然
Original assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Current assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2031-01-29

Abstract

本实用新型提供一种高精度闭环控制的狭缝调整装置，包括安装狭缝片的刀架、驱动刀架移动的驱动件、支撑驱动件的支架；其中，支架约束刀架的移动方向，刀架及支架上安装有磁栅组件；磁栅组件获取狭缝片的移动位置反馈给电控单元，电控单元根据磁栅组件反馈的移动位置控制驱动件驱动刀架移动到达预定位置，实现对狭缝片位置的闭环控制。本实用新型提供采用精密的步进电机，采用高精度的磁栅组件，通过控制上下两个步进电机分别驱动上下传动螺母运动，并带动上下狭缝片在导轨上做直线运动，根据磁栅尺位置反馈结果，运动到达预定位置，从而实现上下狭缝片独立调节狭缝宽度及位置，实现狭缝宽度的高精密调节。

Description

一种高精度闭环控制的狭缝调整装置

技术领域

本实用新型涉及光学仪器领域，具体涉及一种高精度闭环控制的狭缝调整装置。

背景技术

狭缝调整装置旨在解决观察荧光的光谱区间与滤光片组件匹配不佳，且滤光片组件存在不易切换，限制观测灵活性的问题。

狭缝装置主要起到空间滤波的功能，要严格控制空间滤波的带宽和位置，就必须要精确控制狭缝的大小和位置，目前大部分狭缝装置均为手动调节，有三个方面的问题：其一，调节精度低，其二，狭缝宽度较难确定，其三，狭缝中心位置确定；而且现在的电动调节狭缝装置，其调节精度较差，装置尺寸较大，很难应用于需要精密调控狭缝的仪器中。

实用新型内容

针对现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种高精度闭环控制的狭缝调整装置。

本实用新型的技术方案概述如下：

一方面，本实用新型提供一种高精度闭环控制的狭缝调整装置，包括：

安装狭缝片的刀架；

驱动所述刀架移动的驱动件；

支撑所述驱动件的支架；

其中，所述支架约束所述刀架的移动方向，所述刀架及所述支架上安装有磁栅组件；所述磁栅组件获取所述狭缝片的移动位置反馈给电控单元，电控单元根据所述磁栅组件反馈的移动位置控制所述驱动件驱动所述刀架移动到达预定位置，实现对狭缝片位置的闭环控制。

进一步地，所述支架上设有导轨，所述驱动件驱动所述刀架沿所述导轨移动。

进一步地，所述磁栅组件包括磁栅尺和磁栅读数头，所述磁栅尺位于所述刀架上，所述磁栅读数头位于所述支架上。

进一步地，所述驱动件为步进电机，所述步进电机的单步位移为1.5微米。

进一步地，所述步进电机的输出螺杆与传动螺母螺纹连接，所述传动螺母采用压圈方式固定在刀架上，狭缝片固定在刀架上。

进一步地，所述刀架包括第一刀架和第二刀架，第一刀架上安装有第一狭缝片，第二刀架上安装有第二狭缝片，所述第一刀架与所述第二刀架相向运动。

进一步地，所述驱动件包括第一电机、第二电机，所述第一电机驱动所述第一刀架移动，所述第二电机驱动所述第二刀架移动。

进一步地，所述第一刀架和第二刀架均设有滑块，所述支架上设有导轨，所述滑块沿所述导轨移动。

进一步地，所述磁栅组件包括第一磁栅尺、第一磁栅读数头，所述第一磁栅尺安装在第一刀架上，所述第一磁栅读数头安装在支架上。

进一步地，所述磁栅组件包括第二磁栅尺、第二磁栅读数头，所述第二磁栅尺安装在第二刀架上，所述第二磁栅读数头安装在支架上。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供采用精密的步进电机，采用高精度的磁栅组件，通过控制上下两个步进电机分别驱动上下传动螺母运动，并带动上下狭缝片在导轨上做直线运动，根据磁栅尺位置反馈结果，运动到达预定位置，从而实现上下狭缝片独立调节狭缝宽度及位置，实现狭缝宽度的高精密调节。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种高精度闭环控制的狭缝调整装置的示意图；

图2为本实用新型的一种高精度闭环控制的狭缝调整装置的一局部拆解图；

图3为本实用新型的一种高精度闭环控制的狭缝调整装置的另一局部拆解图。

附图标记：10、支架；11、导轨；12、第一安装部；13、第二安装部；14、第三安装部；111、上挡板；112、下挡板；21、第一电机；22、第二电机；31、第一刀架；311、滑块；32、第二刀架；41、第一狭缝片；42、第二狭缝片；521、第一磁栅尺；522、第一磁栅读数头；621、第二磁栅尺；622、第二磁栅读数头。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，本实用新型的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

接下来，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-3所示，本实用新型的一种高精度闭环控制的狭缝调整装置，包括：安装狭缝片的刀架、驱动刀架移动的驱动件及支撑驱动件的支架10及电控单元。

其中，支架10约束刀架的移动方向，刀架及支架10上安装有磁栅组件；磁栅组件获取狭缝片的移动位置反馈给电控单元，电控单元根据磁栅组件反馈的移动位置控制驱动件驱动刀架移动到达预定位置，实现对狭缝片位置的闭环控制。

支架10上设有导轨11，驱动件驱动刀架沿导轨11移动。优选地，刀架上设有滑块311，滑块311在导轨11内滑动，导轨11的两端设有上挡板111及下挡板112，在滑块311沿导轨11移动时，上挡板111及下挡板112阻挡滑块311脱离导轨11。

支架10上还设有安装驱动件的安装部，驱动件为步进电机，步进电机的单步位移为1.5微米。步进电机安装在安装部上，步进电机的输出螺杆与传动螺母螺纹连接，传动螺母采用压圈方式固定在刀架上(图中未示出)，狭缝片固定在刀架上。

磁栅组件包括磁栅尺和磁栅读数头，磁栅尺位于刀架上，磁栅读数头位于支架上。

具体地，刀架包括第一刀架31和第二刀架32，第一刀架31上安装有第一狭缝片41，第二刀架32上安装有第二狭缝片42，第一刀架31与第二刀架32相向运动。驱动件包括第一电机21、第二电机22，第一电机21驱动第一刀架31移动，第二电机22驱动第二刀架32移动。从而实现两个狭缝片独立调节狭缝宽度及位置。

其中，第一狭缝片41上设有第一斜面，第二狭缝片42上设有第二斜面，以起到滤波作用，两个斜面相对设置，通过精确控制狭缝片的位置可以严格控制空间滤波的位置。

第一刀架31和第二刀架32均设有滑块311，支架10上设有导轨11，滑块311沿导轨11移动。

其中，支架10上设有中空区域，步进电机安装在支架10的两端，在第一狭缝片41与第二狭缝片42之间设置有中空区域。即支架10包括横向的第一安装部12、横向的第二安装部13及连接第一安装部12和第二安装部13的导轨11，还包括与导轨11平行的第三安装部14，第三安装部14上安装磁栅读数头。第一安装部12、导轨11、第二安装部13及第三安装部14之间形成中空区域，用以透过进入到狭缝片的光线。

磁栅组件包括第一磁栅尺521、第一磁栅读数头522、第二磁栅尺621、第二磁栅读数头622，第一磁栅尺521安装在第一刀架31上，第一磁栅读数头522安装在支架10上；第二磁栅尺621安装在第二刀架32上，第二磁栅读数头622安装在支架10上。磁栅尺为带有零点的磁栅尺，电控单元通过控制两个步进电机分别驱动传动螺母运动，并分别带动两个狭缝片在导轨上独自做直线运动，根据磁栅尺位置反馈结果，运动到达预定位置，从而实现上下狭缝片独立调节狭缝宽度及位置。

此外，该装置采用精密步进电机，单步位移1.5μm，同时采用高精度磁栅组件，分辨率1μm，这样就可以实现狭缝宽度的高精密调节。

本实用新型提供采用精密的步进电机，采用高精度的磁栅组件，通过控制上下两个步进电机分别驱动上下传动螺母运动，并带动上下狭缝片在导轨上做直线运动，根据磁栅尺位置反馈结果，运动到达预定位置，从而实现上下狭缝片独立调节狭缝宽度及位置，实现狭缝宽度的高精密调节。

需要说明的是：上述本实用新型实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和电子设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述说明已经充分揭露了本实用新型的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims

1.一种高精度闭环控制的狭缝调整装置，其特征在于，包括：

安装狭缝片的刀架；

驱动所述刀架移动的驱动件；

支撑所述驱动件的支架；

2.如权利要求1所述的高精度闭环控制的狭缝调整装置，其特征在于，所述支架上设有导轨，所述驱动件驱动所述刀架沿所述导轨移动。

3.如权利要求1所述的高精度闭环控制的狭缝调整装置，其特征在于，所述磁栅组件包括磁栅尺和磁栅读数头，所述磁栅尺位于所述刀架上，所述磁栅读数头位于所述支架上。

4.如权利要求1所述的高精度闭环控制的狭缝调整装置，其特征在于，所述驱动件为步进电机，所述步进电机的单步位移为1.5微米。

5.如权利要求4所述的高精度闭环控制的狭缝调整装置，其特征在于，所述步进电机的输出螺杆与传动螺母螺纹连接，所述传动螺母采用压圈方式固定在刀架上，狭缝片固定在刀架上。

6.如权利要求1所述的高精度闭环控制的狭缝调整装置，其特征在于，所述刀架包括第一刀架和第二刀架，第一刀架上安装有第一狭缝片，第二刀架上安装有第二狭缝片，所述第一刀架与所述第二刀架相向运动。

7.如权利要求6所述的高精度闭环控制的狭缝调整装置，其特征在于，所述驱动件包括第一电机、第二电机，所述第一电机驱动所述第一刀架移动，所述第二电机驱动所述第二刀架移动。

8.如权利要求7所述的高精度闭环控制的狭缝调整装置，其特征在于，所述第一刀架和第二刀架均设有滑块，所述支架上设有导轨，所述滑块沿所述导轨移动。

9.如权利要求6所述的高精度闭环控制的狭缝调整装置，其特征在于，所述磁栅组件包括第一磁栅尺、第一磁栅读数头，所述第一磁栅尺安装在第一刀架上，所述第一磁栅读数头安装在支架上。

10.如权利要求9所述的高精度闭环控制的狭缝调整装置，其特征在于，所述磁栅组件包括第二磁栅尺、第二磁栅读数头，所述第二磁栅尺安装在第二刀架上，所述第二磁栅读数头安装在支架上。