本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括機(jī)械傳動(dòng)平臺(tái)和電子電路模塊；所述的機(jī)械傳動(dòng)平臺(tái)包括固定組件部分和相對(duì)固定組件部分做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)組件部分；所述的活動(dòng)組件部分包括活動(dòng)設(shè)置在直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副上的滑塊、設(shè)置在滑塊上并與直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副平行的滑臺(tái)和設(shè)置在滑臺(tái)一端的動(dòng)鏡，所述的滑臺(tái)的另一端通過連接器與電機(jī)動(dòng)子線圈相連接；所述的電子電路模塊包括伺服控制電路、光電開關(guān)電路、光柵編碼器處理電路、通信電路和電源電路；本發(fā)明專利技術(shù)解決了現(xiàn)有動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)均勻性不高、運(yùn)動(dòng)速度范圍窄以及精度不高的問題，能進(jìn)行多檔速度調(diào)整，極大的提高了其適用范圍。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于干涉儀
，具體涉及一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。
技術(shù)介紹
光譜分析技術(shù)在環(huán)境科學(xué)、農(nóng)業(yè)、制藥、石油化工、臨床醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。由于干涉式傅里葉變換光譜儀具有高效率、寬光譜覆蓋范圍、光譜分辨率高諸多等優(yōu)點(diǎn)，成為許多國家研究光譜分析技術(shù)的重要方向。干涉式傅里葉變換光譜儀是利用干涉圖的傅里葉變換獲取光譜的技術(shù)，利用雙光束干涉的有邁克爾遜型、Mach-Zender型和Sagnac型，其中又以邁克爾遜型傅里葉光譜儀最為常見。邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)是邁克爾遜干涉儀的核心部件之一。干涉儀動(dòng)鏡在運(yùn)動(dòng)過程中的速度波動(dòng)和角度傾斜對(duì)光譜儀探測(cè)有很大的影響，要保證光譜儀探測(cè)光譜的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，必須設(shè)計(jì)高精度的邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)以實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性的光程差掃描運(yùn)動(dòng)。高精度、高勻速性以及多速度的動(dòng)鏡運(yùn)動(dòng)平臺(tái)設(shè)計(jì)，是一項(xiàng)綜合性的應(yīng)用技術(shù)，涉及到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、導(dǎo)軌等支撐部件的選擇、測(cè)量技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等多個(gè)方面。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高精度、多掃描速度的邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，該平臺(tái)具有能夠根據(jù)不同的邁克爾遜干涉儀的要求進(jìn)行多檔速度調(diào)整，極大的提高了其適用范圍，解決了現(xiàn)有動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)均勻性不高、運(yùn)動(dòng)速度范圍窄以及精度不高的問題。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括機(jī)械傳動(dòng)平臺(tái)和電子電路模塊；所述的機(jī)械傳動(dòng)平臺(tái)包括固定組件部分和相對(duì)固定組件部分做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)組件部分；所述的固定組件部分包括底座、設(shè)置在底座上的滑座和設(shè)置在滑座上的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副和直線音圈電機(jī)，所述的直線音圈電機(jī)包括電機(jī)定子和電機(jī)動(dòng)子線圈；所述的活動(dòng)組件部分包括活動(dòng)設(shè)置在直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副上的滑塊、設(shè)置在滑塊上并與直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副平行的滑臺(tái)和設(shè)置在滑臺(tái)一端的動(dòng)鏡，所述的滑臺(tái)的另一端通過連接器與電機(jī)動(dòng)子線圈相連接，所述的活動(dòng)組件部分還包括設(shè)置在滑臺(tái)上的光電開關(guān)擋片、光柵尺和位于光柵尺上方的光柵編碼器，所述的固定組件部分還包括設(shè)置在滑座上的光電開關(guān)和擋塊；所述的電子電路模塊包括伺服控制電路、光電開關(guān)電路、光柵編碼器處理電路、通信電路和電源電路，所述的伺服控制電路通過電機(jī)線纜與直線音圈電機(jī)相連接，所述的光電開關(guān)電路通過光電開關(guān)線纜與光電開關(guān)相連接，所述的光柵編碼器處理電路通過光柵編碼器線纜與光柵編碼器相連接，所述的通信電路連接上位計(jì)算機(jī)。所述的一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其伺服控制電路包括順序連接的位置調(diào)節(jié)模塊、電流調(diào)節(jié)模塊和功率放大器，所述的功率放大器連接直線音圈電機(jī)和光柵編碼器后與動(dòng)鏡連接，所述的電流調(diào)節(jié)模塊和功率放大器通過連接檢流電阻構(gòu)成電流控制環(huán)，所述的位置調(diào)節(jié)模塊、電流調(diào)節(jié)模塊、功率放大器、直線音圈電機(jī)和光柵編碼器通過連接位置信號(hào)處理構(gòu)成位置控制環(huán)。所述的一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其位置調(diào)節(jié)模塊采用位置環(huán)控制器，所述的位置環(huán)控制器采用模糊PID控制器。進(jìn)一步，所述的位置環(huán)控制器采用TMS320F28335芯片。所述的一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其電流調(diào)節(jié)模塊采用基于
模擬電路的電流環(huán)控制器，所述的電流環(huán)控制器采用模擬PID控制器。所述的一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其光柵編碼器的分辨率為10nm。所述的一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其直線音圈電機(jī)通過電機(jī)支架設(shè)置在滑座上。所述的一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其光柵編碼器通過光柵編碼器支架設(shè)置在滑臺(tái)上并位于光柵尺的上方。所述的一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其光電開關(guān)通過光電開關(guān)支架設(shè)置在滑座上。所述的一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其滑塊、動(dòng)鏡和光電開關(guān)擋片分別通過螺栓或螺釘設(shè)置在滑臺(tái)上。本專利技術(shù)的有益效果是：1、本專利技術(shù)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用直線音圈電機(jī)，而且活動(dòng)組件部分通過滑塊活動(dòng)連接在直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副上，滑臺(tái)的一端固定設(shè)置有動(dòng)鏡，其另一端通過連接器與電機(jī)動(dòng)子線圈相連接，直線音圈電機(jī)是一種具有特殊結(jié)構(gòu)形式的新型電機(jī)，能夠直接產(chǎn)生直線驅(qū)動(dòng)力，基于直線音圈電機(jī)的動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沒有中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械裝置簡單可靠，而且機(jī)械結(jié)構(gòu)靜/動(dòng)態(tài)剛度高。2、本專利技術(shù)基于直線音圈電機(jī)的動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)沒有中間機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)，平臺(tái)的控制環(huán)路較短，并且采用了分辨率達(dá)到10nm的光柵編碼器作為位置測(cè)量元件進(jìn)行閉環(huán)反饋控制，將能獲得相當(dāng)高的定位精度，使得本專利技術(shù)精度高、穩(wěn)定性好。3、本專利技術(shù)的直線音圈電機(jī)直接輸出直線驅(qū)動(dòng)力，通過滑臺(tái)直接驅(qū)動(dòng)動(dòng)鏡，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間快。4、本專利技術(shù)的伺服控制電路采用數(shù)模混合控制技術(shù)，伺服控制系統(tǒng)采用電流控制環(huán)和位置控制環(huán)雙閉環(huán)控制，其中位置控制環(huán)采用數(shù)字控制器，電流控制環(huán)由模擬電路實(shí)現(xiàn)。增加了模擬電流環(huán)提高了電機(jī)的電流控制響應(yīng)速度和穩(wěn)定性，能夠減小電流波動(dòng)對(duì)電機(jī)工作的影響，同時(shí)使閉環(huán)控制系統(tǒng)具有較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。5、本專利技術(shù)的伺服控制系統(tǒng)位置控制環(huán)采用基于模糊PID的控制器，相比于傳統(tǒng)的PID控制器，模糊PID控制器提高系統(tǒng)的定位精度，加快了穩(wěn)定時(shí)間，同時(shí)還能有效的抑制超調(diào)現(xiàn)象。6、本專利技術(shù)的模糊PID控制器采用高速浮點(diǎn)運(yùn)算DSP芯片TMS320F28335作為控制系統(tǒng)主控芯片。TMS320F28335系統(tǒng)主頻可達(dá)150MHz,其采用增強(qiáng)型哈佛流水線總線結(jié)構(gòu),最高速度為150MIPS(百萬條指令/秒)。由于TMS320F28335具有的強(qiáng)大的計(jì)算功能功能,使控制器能夠?qū)崿F(xiàn)40Khz的更新計(jì)算速度，并且能夠滿足高精度光柵編碼器最低20Mhz的采樣速率要求。通過提高控制器的計(jì)算速率有效的減少了外界干擾對(duì)動(dòng)鏡低速運(yùn)動(dòng)的影響。7、本專利技術(shù)經(jīng)過準(zhǔn)直儀測(cè)試在動(dòng)鏡的2cm行程內(nèi)，動(dòng)鏡的傾斜誤差小于5角秒，能夠有效減小動(dòng)鏡在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的傾斜對(duì)動(dòng)鏡運(yùn)動(dòng)的均勻性帶來的不利影響附圖說明圖1是本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)的機(jī)械傳動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專利技術(shù)的伺服控制電路的結(jié)構(gòu)框圖。各附圖標(biāo)記為：VCM—直線音圈電機(jī)，1—電機(jī)定子，2—電機(jī)動(dòng)子線圈，3—連接器，4—光電開關(guān)擋片，5—光柵尺，6—光柵編碼器，7—光柵編碼器支
架，8—滑臺(tái)，9—?jiǎng)隅R，10—擋塊，11—直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副，12—滑座，13—滑塊，14—底座，15—光電開關(guān)支架，16—光電開關(guān)，17—電機(jī)支架。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參照?qǐng)D1至圖3所示，本專利技術(shù)公開了一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括機(jī)械傳動(dòng)平臺(tái)和電子電路模塊；所述的機(jī)械傳動(dòng)平臺(tái)包括固定組件部分和相對(duì)固定組件部分做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)組件部分，所述的電子電路模塊用于對(duì)機(jī)械傳動(dòng)平臺(tái)的控制、監(jiān)視以及與計(jì)算機(jī)通訊。所述的固定組件部分包括底座14、固定設(shè)置在底座14上的L型滑座12和固定設(shè)置在滑座12上的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副11和直線音圈電機(jī)VCM，所述的直線音圈電機(jī)VCM包括電機(jī)定子1和電機(jī)動(dòng)子線圈2；所述的活動(dòng)組件部分包括活動(dòng)設(shè)置在直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副11上的滑塊13、固定設(shè)置在滑塊13上并與直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副11平行的滑臺(tái)8和固定設(shè)置在滑臺(tái)8一端的動(dòng)鏡9，所述的滑臺(tái)8的另一端通過連接器3與電機(jī)動(dòng)子線圈2相連接，所述的滑臺(tái)8通過直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副11進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其最大行程運(yùn)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于：包括機(jī)械傳動(dòng)平臺(tái)和電子電路模塊；所述的機(jī)械傳動(dòng)平臺(tái)包括固定組件部分和相對(duì)固定組件部分做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)組件部分；所述的固定組件部分包括底座（14）、設(shè)置在底座（14）上的滑座（12）和設(shè)置在滑座（12）上的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副（11）和直線音圈電機(jī)（VCM），所述的直線音圈電機(jī)（VCM）包括電機(jī)定子（1）和電機(jī)動(dòng)子線圈（2）；所述的活動(dòng)組件部分包括活動(dòng)設(shè)置在直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副（11）上的滑塊（13）、設(shè)置在滑塊（13）上并與直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副（11）平行的滑臺(tái)（8）和設(shè)置在滑臺(tái)（8）一端的動(dòng)鏡（9），所述的滑臺(tái)（8）的另一端通過連接器（3）與電機(jī)動(dòng)子線圈（2）相連接，所述的活動(dòng)組件部分還包括設(shè)置在滑臺(tái)（8）上的光電開關(guān)擋片（4）、光柵尺（5）和位于光柵尺（5）上方的光柵編碼器（6），所述的固定組件部分還包括設(shè)置在滑座（12）上的光電開關(guān)（16）和擋塊（10）；所述的電子電路模塊包括伺服控制電路、光電開關(guān)電路、光柵編碼器處理電路、通信電路和電源電路，所述的伺服控制電路通過電機(jī)線纜與直線音圈電機(jī)（VCM）相連接，所述的光電開關(guān)電路通過光電開關(guān)線纜與光電開關(guān)（16）相連接，所述的光柵編碼器處理電路通過光柵編碼器線纜與光柵編碼器（6）相連接，所述的通信電路連接上位計(jì)算機(jī)。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于：包括機(jī)械傳動(dòng)平臺(tái)和電子電路模塊；所述的機(jī)械傳動(dòng)平臺(tái)包括固定組件部分和相對(duì)固定組件部分做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)組件部分；所述的固定組件部分包括底座（14）、設(shè)置在底座（14）上的滑座（12）和設(shè)置在滑座（12）上的直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副（11）和直線音圈電機(jī)（VCM），所述的直線音圈電機(jī)（VCM）包括電機(jī)定子（1）和電機(jī)動(dòng)子線圈（2）；所述的活動(dòng)組件部分包括活動(dòng)設(shè)置在直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副（11）上的滑塊（13）、設(shè)置在滑塊（13）上并與直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副（11）平行的滑臺(tái)（8）和設(shè)置在滑臺(tái)（8）一端的動(dòng)鏡（9），所述的滑臺(tái)（8）的另一端通過連接器（3）與電機(jī)動(dòng)子線圈（2）相連接，所述的活動(dòng)組件部分還包括設(shè)置在滑臺(tái)（8）上的光電開關(guān)擋片（4）、光柵尺（5）和位于光柵尺（5）上方的光柵編碼器（6），所述的固定組件部分還包括設(shè)置在滑座（12）上的光電開關(guān)（16）和擋塊（10）；所述的電子電路模塊包括伺服控制電路、光電開關(guān)電路、光柵編碼器處理電路、通信電路和電源電路，所述的伺服控制電路通過電機(jī)線纜與直線音圈電機(jī)（VCM）相連接，所述的光電開關(guān)電路通過光電開關(guān)線纜與光電開關(guān)（16）相連接，所述的光柵編碼器處理電路通過光柵編碼器線纜與光柵編碼器（6）相連接，所述的通信電路連接上位計(jì)算機(jī)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種邁克爾遜干涉儀動(dòng)鏡掃描運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，其特征在于，所述的伺服控制電路包括順序連接的位置調(diào)節(jié)模塊、電流調(diào)節(jié)模塊和功率放大器，所述的功率放大器連接直線音圈電機(jī)（VCM）和光柵編碼器（6）后與動(dòng)鏡（9）連...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫偉，張智杰，趙坤，葉小風(fēng)，郭良賢，洪普，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：湖北久之洋紅外系統(tǒng)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42
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