基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線包括延時線(5)、滑動平臺(4)、導(dǎo)軌(3)、連桿、齒輪以及固定板；其中，所述延時線(5)固定在所述滑動平臺(4)上，所述滑動平臺(4)設(shè)置在所述導(dǎo)軌(3)上；所述連桿的一端連接所述齒輪，另一端連接所述滑動平臺(4)；所述齒輪設(shè)置在所述固定板上。本實用新型采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)延時線的往復(fù)運(yùn)動，避免了絲杠傳動時電機(jī)頻繁的啟停，可以實現(xiàn)大行程、高頻率的掃描；本實用新型采用四個曲柄連桿對稱布置的方法，平衡了運(yùn)動過程中產(chǎn)生的沖擊力，減小了工作中的振動，能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)、高精度的掃描。
【專利說明】基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太赫茲光譜測量，具體地，涉及一種基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線。

【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲波是指頻率在0.1THz至1THz之間的電磁波，具有光子能量低、對非極性物質(zhì)穿透性強(qiáng)、瞬時性好、大帶寬、可同時測量振幅和相位信息、高信噪比、光子能量處于許多生物大分子的振動能級和轉(zhuǎn)動能級以及分子間的相互作用能級范圍等特點。利用太赫茲的上述特性制作的太赫茲時域光譜測量系統(tǒng)可以測量電介質(zhì)材料、半導(dǎo)體材料、氣體分子、超導(dǎo)材料及生物大分子等材料的在太赫茲波段的光譜信息，成為傅里葉變換紅外光譜儀的補(bǔ)充，在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、微電子學(xué)、農(nóng)業(yè)、國防、航空等領(lǐng)域表現(xiàn)出了極大的應(yīng)用潛力。
[0003]典型的太赫茲時域光譜測量系統(tǒng)的單點測譜時間約為3分鐘(信噪比大于400)，即每測得一個太赫茲時域波形需要3分鐘。當(dāng)對一個樣品進(jìn)行測譜成像時，逐點獲得時域波形，需要相當(dāng)長的時間，這大大限制了太赫茲時域光譜測量系統(tǒng)的成像使用范圍?，F(xiàn)有的用于縮短測譜時間的掃描延遲線多數(shù)是基于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動絲杠從而推動固定有延時線的滑動平臺沿導(dǎo)軌運(yùn)動實現(xiàn)的，由于步進(jìn)電機(jī)在啟停反轉(zhuǎn)時需要加減速，因此很難實現(xiàn)高速掃描，測譜時間的縮短有限。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線，通過四個對稱分布的曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動固定有延時線的滑動平臺沿導(dǎo)軌做高速的往復(fù)運(yùn)動實現(xiàn)快速掃描，從而大大縮短太赫茲時域光譜測量系統(tǒng)的測譜時間。
[0005]根據(jù)本實用新型提供的基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線包括延時線5、滑動平臺4、導(dǎo)軌3、連桿、齒輪以及固定板；
[0006]其中，所述延時線5固定在所述滑動平臺4上，所述滑動平臺4設(shè)置在所述導(dǎo)軌3上；所述連桿的一端連接所述齒輪，另一端連接所述滑動平臺4 ;所述齒輪設(shè)置在所述固定板上。
[0007]優(yōu)選地，所述齒輪包括第一齒輪11、第二齒輪12、第三齒輪13以及第四齒輪14 ；所述連桿包括第一連桿21、第二連桿22、第三連桿23以及第四連桿24 ；
[0008]其中，第一連桿21的一端連接所述第一齒輪11，另一端連接所述滑動平臺4的一端；第二連桿22的一端連接所述第二齒輪12，另一端連接所述滑動平臺4的一端；
[0009]第三連桿23的一端連接所述第三齒輪13，另一端連接所述滑動平臺4的另一端；第四連桿24的一端連接所述第四齒輪14，另一端連接所述滑動平臺4的另一端；
[0010]第一齒輪11連接第二齒輪12、第三齒輪13連接第四齒輪14。
[0011]優(yōu)選地，還包括同步帶6 ;所述第一齒輪11和所述第三齒輪13通過所述同步帶6相連。
[0012]優(yōu)選地，還包括第一轉(zhuǎn)動副、所述齒輪通過第一轉(zhuǎn)動副連接所述固定板。
[0013]優(yōu)選地，還包括第二轉(zhuǎn)動副和第三轉(zhuǎn)動副，所述連桿的一端通過第二轉(zhuǎn)動副連接所述齒輪，另一端通過所述第三轉(zhuǎn)動副連接所述滑動平臺4。
[0014]優(yōu)選地，第一齒輪11與第二齒輪12對稱分布在所述導(dǎo)軌3的兩側(cè)；第三齒輪13和第四齒輪14對稱分布在所述導(dǎo)軌3的兩側(cè)。
[0015]優(yōu)選地，所述第一連桿21為空心，所述第二連桿22設(shè)置在第一連桿21的空心中；
[0016]所述第三連桿23為空心，所述第四連桿24設(shè)置在第三連桿23的空心中。
[0017]優(yōu)選地，所述延時線包括由兩個相互垂直的平面反射鏡組成，平面反射鏡同導(dǎo)軌的長度方向呈45度。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下的有益效果:
[0019]1、本實用新型采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)延時線的往復(fù)運(yùn)動，避免了絲杠傳動時電機(jī)頻繁的啟停，可以實現(xiàn)大行程、高頻率的掃描；
[0020]2、本實用新型采用四個曲柄連桿對稱布置的方法，平衡了運(yùn)動過程中產(chǎn)生的沖擊力，減小了工作中的振動，能夠?qū)崿F(xiàn)平穩(wěn)、高精度的掃描。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0022]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:
[0024]11為第一齒輪；
[0025]12為第二齒輪；
[0026]13為第三齒輪；
[0027]14為第四齒輪；
[0028]21為第一連桿；
[0029]22為第二連桿；
[0030]23為第三連桿；
[0031]24為第四連桿；
[0032]3為導(dǎo)軌；
[0033]4為滑動平臺；
[0034]5為延時線；
[0035]6為同步帶；
[0036]7為固定板；
[0037]8為軸承；
[0038]91為第一齒輪軸；
[0039]92為第二齒輪軸；
[0040]93為第三齒輪軸；
[0041]93為第四齒輪軸。

【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
[0043]在本實施例中，如圖1所示，本實用新型提供的基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線包括延時線5、滑動平臺4、導(dǎo)軌3、連桿、齒輪以及固定板；
[0044]其中，所述延時線5固定在所述滑動平臺4上，所述滑動平臺4設(shè)置在所述導(dǎo)軌3上；所述連桿的一端連接所述齒輪，另一端連接所述滑動平臺4 ;所述齒輪設(shè)置在所述固定板上?；瑒悠脚_4可沿導(dǎo)軌3做直線運(yùn)動
[0045]所述齒輪包括第一齒輪11、第二齒輪12、第三齒輪13以及第四齒輪14 ;所述連桿包括第一連桿21、第二連桿22、第三連桿23以及第四連桿24 ；
[0046]其中，第一連桿21的一端連接所述第一齒輪11，另一端連接所述滑動平臺4的一端；第二連桿22的一端連接所述第二齒輪12，另一端連接所述滑動平臺4的一端；
[0047]第三連桿23的一端連接所述第三齒輪13，另一端連接所述滑動平臺4的另一端；第四連桿24的一端連接所述第四齒輪14，另一端連接所述滑動平臺4的另一端；
[0048]第一齒輪11連接第二齒輪12、第三齒輪13連接第四齒輪14。當(dāng)作為曲柄的第一齒輪11、第二齒輪12、第三齒輪13和第四齒輪14轉(zhuǎn)動時，第一連桿21、第二連桿22、第三連桿23和第四連桿24將帶動固定在滑動平臺4上的延時線5沿導(dǎo)軌3做往復(fù)直線運(yùn)動。
[0049]本實用新型提供的基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線還包括同步帶6 ;所述第一齒輪11和所述第三齒輪13通過所述同步帶6相連。使得四個曲柄連桿機(jī)構(gòu)可以由一個高速電機(jī)驅(qū)動第一齒輪軸91、第二齒輪軸92、第三齒輪軸93和第四齒輪軸94中的任意一根齒輪軸來實現(xiàn)延時線5的快速往復(fù)運(yùn)動。
[0050]本實用新型提供的基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線還包括第一轉(zhuǎn)動副、所述齒輪通過第一轉(zhuǎn)動副連接所述固定板。
[0051]本實用新型提供的基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線還包括第二轉(zhuǎn)動副和第三轉(zhuǎn)動副，所述連桿的一端通過第二轉(zhuǎn)動副連接所述齒輪，另一端通過所述第三轉(zhuǎn)動副連接所述滑動平臺4。第二轉(zhuǎn)動副和所述第三轉(zhuǎn)動副均采用軸承8。
[0052]第一齒輪11與第二齒輪12對稱分布在所述導(dǎo)軌3的兩側(cè)；第三齒輪13和第四齒輪14對稱分布在所述導(dǎo)軌3的兩側(cè)。所述第一連桿21為空心，所述第二連桿22設(shè)置在第一連桿21的空心中；所述第三連桿23為空心，所述第四連桿24設(shè)置在第三連桿23的空心中。
[0053]延時線5主要由兩個相互垂直的高反射率平面反射鏡組成，兩面反射鏡同導(dǎo)軌3長度方向直線成45度的安裝滑動平臺4上。
[0054]第一齒輪11、第二齒輪12、第三齒輪13以及第四齒輪14和連桿包括第一連桿21、第二連桿22、第三連桿23以及第四連桿24組成的四個曲柄連桿機(jī)構(gòu)采用對稱布置的方式來平衡驅(qū)動過程中產(chǎn)生的附加力，減小滑動平臺4在導(dǎo)軌3上高速運(yùn)動時的沖擊和磨損。四個作為曲柄的第一齒輪U、第二齒輪12、第三齒輪13以及第四齒輪14具有完全相同的尺寸參數(shù)，第一齒輪11、第二齒輪12以及第三齒輪13以及第四齒輪14相互嚙合。
[0055]當(dāng)太赫茲光沿導(dǎo)軌3長度方向射入時先后經(jīng)過兩面反射鏡的反射后沿導(dǎo)軌3的長度方向反向平行射出，當(dāng)滑動平臺4沿導(dǎo)軌滑動時，經(jīng)過延時線5的太赫茲光的光程發(fā)生改變。導(dǎo)軌3為高重復(fù)定位精度、低摩擦系數(shù)、適應(yīng)于快速高頻運(yùn)動的直線導(dǎo)軌。其中在一側(cè)的兩個曲柄連桿機(jī)構(gòu)連桿第一連桿21、第二連桿22或第三連桿23以及第四連桿24的轉(zhuǎn)動副同軸，且第一連桿21的中間部位為空心，第二連桿22可從空心部分穿過，以保證兩連桿第一連桿21、第二連桿22相互交叉時不會發(fā)生運(yùn)動干涉。第三連桿23的中間部位為空心，第四連桿24可從空心部分穿過，以保證兩連桿第三連桿23、第四連桿24相互交叉時不會發(fā)生運(yùn)動干涉。
[0056]以上對本實用新型的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線，其特征在于，包括延時線(5)、滑動平臺(4)、導(dǎo)軌(3)、連桿、齒輪以及固定板； 其中，所述延時線(5)固定在所述滑動平臺(4)上，所述滑動平臺(4)設(shè)置在所述導(dǎo)軌(3)上；所述連桿的一端連接所述齒輪，另一端連接所述滑動平臺(4);所述齒輪設(shè)置在所述固定板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線，其特征在于，所述齒輪包括第一齒輪(11)、第二齒輪(12)、第三齒輪(13)以及第四齒輪(14);所述連桿包括第一連桿(21)、第二連桿(22)、第三連桿(23)以及第四連桿(24)； 其中，第一連桿(21)的一端連接所述第一齒輪(11)，另一端連接所述滑動平臺(4)的一端；第二連桿(22)的一端連接所述第二齒輪(12)，另一端連接所述滑動平臺(4)的一端; 第三連桿(23)的一端連接所述第三齒輪(13)，另一端連接所述滑動平臺(4)的另一端；第四連桿(24)的一端連接所述第四齒輪(14)，另一端連接所述滑動平臺(4)的另一端; 第一齒輪(11)連接第二齒輪(12)、第三齒輪(13)連接第四齒輪(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線，其特征在于，還包括同步帶出)；所述第一齒輪(11)和所述第三齒輪(13)通過所述同步帶(6)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線，其特征在于，還包括第一轉(zhuǎn)動副，所述齒輪通過第一轉(zhuǎn)動副連接所述固定板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線，其特征在于，還包括第二轉(zhuǎn)動副和第三轉(zhuǎn)動副，所述連桿的一端通過第二轉(zhuǎn)動副連接所述齒輪，另一端通過所述第三轉(zhuǎn)動副連接所述滑動平臺(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線，其特征在于，第一齒輪(11)與第二齒輪(12)對稱分布在所述導(dǎo)軌(3)的兩側(cè)；第三齒輪(13)和第四齒輪(14)對稱分布在所述導(dǎo)軌(3)的兩側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線，其特征在于，所述第一連桿(21)為空心，所述第二連桿(22)設(shè)置在第一連桿(21)的空心中； 所述第三連桿(23)為空心，所述第四連桿(24)設(shè)置在第三連桿(23)的空心中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于曲柄連桿機(jī)構(gòu)的快速掃描延時線，其特征在于，所述延時線包括由兩個相互垂直的平面反射鏡組成，平面反射鏡同導(dǎo)軌的長度方向呈45度。
【文檔編號】G01J3/06GK204188262SQ201420599461
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】關(guān)冉, 鄒鍶, 侯麗偉, 謝巍, 俞旭輝, 王曉東, 周德亮, 王兵兵, 劉素芳, 臧元章, 魯斌, 汪瑞 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十研究所