本發(fā)明涉及一種自動切換機(jī)構(gòu)。涉及到天文光譜儀、元素檢測、環(huán)境檢測和生物醫(yī)學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種設(shè)有高精密柔性定位系統(tǒng)的濾光輪自動切換機(jī)構(gòu)，具體更涉及一種應(yīng)用于天文望遠(yuǎn)鏡光譜儀不同波段濾光片自動切換轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)和元素含量檢測裝置的濾光輪切換裝置。

背景技術(shù)：

天文望遠(yuǎn)鏡光譜儀作為天文望遠(yuǎn)鏡終端設(shè)備，用于對星光進(jìn)行處理獲取星光光譜，在天文領(lǐng)域應(yīng)該極為廣泛。光譜儀是用CCD作為光探測器測量譜線不同波長位置強(qiáng)度的裝置。其構(gòu)造由一個入射狹縫，一個色散系統(tǒng)，一個成像系統(tǒng)和像差矯正系統(tǒng)組成。以色散元件將星光分離出所需要的波長或波長區(qū)域，并在選定的波長上（或掃描某一波段）成像在CCD靶面上，用于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。

對于不同波長的光的監(jiān)測，常使用不同的濾光片，一般配6個或者更多位置的濾光輪自動切換。同時為了滿足更多需要，在實(shí)際使用中在增加或者更換濾光片時，濾光片需要方便拆卸。

另外，為了增加濾光片壽命，在濾光片表面要鍍膜，當(dāng)濾光片使用過長時間表面膜會氧化，降低效率。這同樣要求濾光片能夠方便拆卸，更換濾光片時方便拆卸。

濾光輪機(jī)構(gòu)通常作為一個整體使用，在設(shè)計中需要設(shè)計成一個整體。濾光輪機(jī)構(gòu)和光譜儀連接使用定位銷定位，保障濾光輪定位精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中濾光輪自動切換機(jī)構(gòu)容易失效和轉(zhuǎn)動精度不高的問題，本發(fā)明提供一種設(shè)有高精密柔性定位系統(tǒng)的濾光輪自動切換機(jī)構(gòu)，由動力系統(tǒng)通過槽輪系統(tǒng)帶動濾光輪工作，其特征在于，所述動力系統(tǒng)與濾光輪之間的驅(qū)動方式是：動力系統(tǒng)通過電機(jī)減速器帶動同步帶輪 I與同步帶輪II 旋轉(zhuǎn)；該同步帶輪 I 與同步帶輪II 之間采用同步帶輪動力傳輸，構(gòu)成柔性動力傳輸；該同步帶輪II帶動槽輪滾子曲柄旋轉(zhuǎn)，由槽輪滾子曲柄撥動濾光輪上的槽口使槽輪旋轉(zhuǎn)，完成濾光輪片的切換。

在優(yōu)化方案中，該自動切換機(jī)構(gòu)中精確柔性定位系統(tǒng)，該精確柔性定位系統(tǒng)中的定位系統(tǒng)座上固定有柔性壓條；該柔性壓條上端安裝有定位轉(zhuǎn)子；該定位轉(zhuǎn)子與濾光輪上的槽口嚙合，現(xiàn)實(shí)槽輪旋轉(zhuǎn)的精確定位。

所述的濾光輪邊緣分別設(shè)有兩種槽孔，分別用于槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動和濾光輪片精確定位，每一種槽孔均勻分布在濾光輪邊緣。

換言之，本發(fā)明包括動力系統(tǒng)，槽輪系統(tǒng)，高精密柔性定位系統(tǒng)；動力系統(tǒng)包括電機(jī)減速器、同步帶和帶輪，槽輪系統(tǒng)包括濾光輪和滾子曲柄；高精密柔性定位系統(tǒng)包括定位轉(zhuǎn)子、定位轉(zhuǎn)子支撐座、柔性壓條和定位系統(tǒng)座。

動力系統(tǒng)：圖3為動力系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖，電機(jī)減速器帶動同步帶輪I旋轉(zhuǎn)，在通過同步帶帶動同步帶輪II旋轉(zhuǎn)，即帶動槽輪滾子曲柄旋轉(zhuǎn)，最后通過槽輪運(yùn)動機(jī)構(gòu)完成濾光輪片切換。

槽輪機(jī)構(gòu)：槽輪滾子曲柄帶動濾光輪間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位，每間歇轉(zhuǎn)動一次，正好可切換一次濾光輪片。

精確柔性定位通過給定合適的預(yù)緊力和濾光輪定位槽和定位轉(zhuǎn)子精密配合精確定位濾光輪片位置。柔性定位系統(tǒng)中定位轉(zhuǎn)子直接選用軸承，保證濾光輪旋轉(zhuǎn)時，定位系統(tǒng)和濾光輪使用滾動摩擦，降低摩擦力，且預(yù)緊力大小合適。槽輪機(jī)構(gòu)滾子曲柄7和濾光輪8必須設(shè)計要合理，保證濾光輪運(yùn)動正常同時，不能讓槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動卡死情況。

高精密柔性定位系統(tǒng)12、13、14、15通過給定合適的預(yù)緊力和濾光輪定位槽和定位轉(zhuǎn)子精密配合精確定位濾光輪片9位置。柔性定位系統(tǒng)中定位轉(zhuǎn)子12直接選用軸承，保證濾光輪旋8轉(zhuǎn)時，定位系統(tǒng)和濾光輪使用滾動摩擦，降低摩擦力，且預(yù)緊力大小合適。

本發(fā)明的該濾光輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)傳動精度高，動力傳輸系統(tǒng)采用柔性結(jié)構(gòu)，濾光輪拆卸方便快捷，不存在破壞風(fēng)險。

濾光輪自動切換機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)通過定位銷和光譜儀連接使用，濾光輪定位精度高。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計，由于濾光輪在拆卸方便，不存在任何阻礙，使用槽輪機(jī)構(gòu)配合具有一定預(yù)緊力的柔性定位環(huán)，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)且定位精度高。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果之一為：超穩(wěn)精確定位結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)濾光輪切換機(jī)構(gòu)是齒輪傳動結(jié)構(gòu)，齒輪結(jié)構(gòu)存有間隙，在濾光片工作時會受外界載荷作用，而導(dǎo)致不穩(wěn)，影響儀器工作性能；本發(fā)明中精確定位系統(tǒng)不僅可以精確定位濾光片位置，亦可保證濾光輪位置穩(wěn)定。

本發(fā)明的技術(shù)效果之二為：柔性動力傳輸系統(tǒng)。本發(fā)明中設(shè)計柔性動力傳輸系統(tǒng)，減少動力源對濾光輪直接動力接觸，降低濾光輪切換中沖擊力，對濾光片具有一定保護(hù)作用。

本發(fā)明的技術(shù)效果之三為：動力隔離保護(hù)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明設(shè)計槽輪機(jī)構(gòu)，在濾光輪切換完成后槽輪機(jī)構(gòu)滾子曲柄自動脫離，有效隔離動力源，對濾光片的安全性和工作狀態(tài)有很好保護(hù)作用。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖（主視圖）；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖（等軸視圖）；

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的柔動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)立體圖；

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的柔性精密定位機(jī)構(gòu)立體圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明的實(shí)施例，以詳細(xì)說明技術(shù)方案。

實(shí)施例1，設(shè)有高精密柔性定位系統(tǒng)的濾光輪自動切換機(jī)構(gòu)，圖1和圖2是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖，為整體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)方案。濾光輪自動切換機(jī)構(gòu)有三個子系統(tǒng)組成——動力系統(tǒng)、槽輪機(jī)構(gòu)和精確定位系統(tǒng)。

圖3時動力系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖，電機(jī)減速器3提供動力源，帶動同步帶輪 I 4旋轉(zhuǎn)，在通過同步帶5帶動同步帶輪II 6 旋轉(zhuǎn)，即帶動槽輪滾子曲柄旋轉(zhuǎn)，最后通過槽輪運(yùn)動機(jī)構(gòu)完成濾光輪片切換。

電機(jī)減速系統(tǒng)3和同步帶輪I 4保證同軸，通過矩形鍵傳遞力矩使同步帶輪隨減速機(jī)軸同步轉(zhuǎn)動。同樣，同步帶輪II 6和槽輪滾子曲柄7同軸同步轉(zhuǎn)動。

槽輪滾子曲柄轉(zhuǎn)動和電機(jī)減速機(jī)之間使用同步帶輪動力傳輸，即在動力傳輸中添加柔性動力傳輸，可防止安裝錯誤或故障對整體結(jié)構(gòu)的破壞。

濾光輪片切換過程采用槽輪機(jī)構(gòu)，槽輪滾子曲柄7構(gòu)造簡單。并能較平穩(wěn)地，間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位，每間歇轉(zhuǎn)動一次，正好可切換一次濾光輪片8。同時轉(zhuǎn)動槽輪滾子曲柄7對濾光輪片8是柔性沖擊，且切換完成后自動脫離濾光輪8，對濾光片具有較好的保護(hù)作用。

濾光輪8可以有6-8個槽用于放置濾光片，濾光片和放置槽間隙配合（H11/C11），放入后可通過螺紋壓板進(jìn)行壓緊。如需取出濾光片，先取出壓板，即可完成，因此，拆卸極為方便。

所述濾光輪與濾光輪支撐座之間采用軸承連接，保證濾光輪運(yùn)動順暢

由圖1和圖2可以看出，濾光輪8邊緣有兩種槽孔，分別用于槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動和濾光輪片定位，每一種槽孔均勻分析在濾光輪8邊緣。

濾光輪8安裝在兩個濾光輪支撐座11中間，連接通過一個高精度轉(zhuǎn)軸和兩個背靠背安裝軸承實(shí)現(xiàn)。該結(jié)構(gòu)保證濾光輪轉(zhuǎn)動平穩(wěn)順暢。

圖4是濾光輪片到達(dá)位置后精確定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，該部分有如下部件組成：定位轉(zhuǎn)子12；定位轉(zhuǎn)子支撐座13；柔性壓條14；定位系統(tǒng)座15。定位轉(zhuǎn)子直接選用軸承，在濾光輪切換中定位轉(zhuǎn)子12和濾光輪8之間是轉(zhuǎn)動摩擦，保證濾光輪8和定位轉(zhuǎn)子12之間具有較小的摩擦力，在通過定位槽和定位轉(zhuǎn)子配合，可精確定位濾光輪片的位置。

定位轉(zhuǎn)子安裝偏向于圖2中后面安裝，降低濾光輪8中槽輪運(yùn)動槽深度和尺寸不同對濾光輪片定位精度影響。

調(diào)節(jié)定位系統(tǒng)座15先后位置來調(diào)節(jié)柔性壓條4壓緊量，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)定位轉(zhuǎn)子12和濾光輪8之間的預(yù)緊力，保證定位轉(zhuǎn)子運(yùn)動平穩(wěn)同時，有可以達(dá)到精確定位作用。

底座1底部安裝多個定位銷孔，有可以精確定位于光譜儀安裝位置接口，有可以精確定位濾光輪支撐座、同步帶輪系統(tǒng)支撐座和定位系統(tǒng)支撐座接口，有效保證了機(jī)械安裝精度，同時也方便濾光輪機(jī)械結(jié)構(gòu)拆卸和安裝。

改濾光輪切換機(jī)構(gòu)除濾光輪片以外，材料表面全部發(fā)黑處理，降低雜散光對光譜儀或者相關(guān)檢測設(shè)備的性能影響。

本發(fā)明不限于上述設(shè)施方式，濾光輪片不必是圓形，矩形或者六邊形等也可，數(shù)量也不必僅限于8個。因此，凡是在本發(fā)明權(quán)利要求1技術(shù)方案基礎(chǔ)上作簡單變形，都在本發(fā)明意圖保護(hù)范圍之內(nèi)。