用于光谱仪器的狭缝旋转装置的制作方法

1.本实用新型涉及真空设备技术领域，尤其涉及用于光谱仪器的狭缝旋转装置。


背景技术：

2.狭缝装置在光谱仪中发挥着重要作用，是影响着光谱线能量和分辨率的重要组成结构。在实际使用中，需要调节狭缝的宽度和方向，来获取效果良好的光谱线。市场中调节狭缝宽度的设计颇多，却鲜有调节狭缝方向的设计。
3.通过第一步进电机控制驱动齿轮旋转，通过驱动齿轮与内齿圈的啮合作用，驱动固定在内齿圈上的狭缝机构旋转以及通过第二步进电机控制狭缝的宽度的机构，是一种调整狭缝方向的结构设计，在一定程度上能满足需求，然而这种结构存在着以下几点缺点与不足：
4.(1)光学狭缝通常需要在真空环境下工作，需要采用特殊的真空电机来满足真空度要求，成本较高，且运动部件在真空的封闭环境内，不易维护。
5.(2)齿轮与内齿圈的啮合间隙，影响往复运动时的位置精度，且对零件加工、装配、调试均存在困难。
6.(3)需要引入电流来驱动电机，设计电极引入部件时需要考虑绝缘性、放气率、耐温特性等因素，设计复杂。
7.(4)内部齿轮和轴承均需要采用润滑剂润滑，具有一定的放气率，影响真空环境，且容易污染内部光学部件。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于解决背景技术中的至少一个技术问题，提供用于光谱仪器的狭缝旋转装置。
9.为实现上述目的，本实用新型提供用于光谱仪器的狭缝旋转装置，包括：狭缝腔室、安装在所述狭缝腔室中的可调狭缝器、安装在所述狭缝腔室的外壁上并穿过所述狭缝腔室与所述可调狭缝器相连的狭缝驱动导入器、连接在所述狭缝腔室的两端的空心转轴、以及套设在空心转轴上的旋转支承机构和密封支承机构。
10.根据本实用新型的一个方面，所述狭缝腔室包括第一腔体和与所述第一腔体间隔布置的第二腔体，所述可调狭缝器安装在所述第一腔体中的紧邻所述第二腔体的侧壁上。
11.根据本实用新型的一个方面，所述狭缝驱动导入器与所述狭缝腔室的外壁之间密封连接。
12.根据本实用新型的一个方面，所述空心转轴包括安装耳和转轴本体，所述安装耳与所述狭缝腔室的端部侧壁之间密封连接。
13.根据本实用新型的一个方面，沿所述空心转轴轴向设有第一安装部、第二安装部，所述第一安装部用于配合安装旋转支承机构，所述第二安装部用于配合安装密封支承机构。
14.根据本实用新型的一个方面，所述旋转支承机构包括套设在转轴本体上的角接触轴承、轴承安装座和轴承外圈压板，所述角接触轴承位于所述轴承安装座和所述轴承外圈压板之间；
15.所述轴承安装座包括沿着轴向布置的轴向安装板和沿着径向布置的纵向安装板；
16.所述轴承外圈压板沿着径向布置，与轴向安装板、纵向安装板形成围合区域用于安装角接触轴承。
17.根据本实用新型的一个方面，所述第一安装部包括阶梯轴，所述阶梯轴包括与所述角接触轴承配合连接的第一凸台、与所述纵向安装板的端部配合的第二凸台、以及与所述轴承外圈压板的外侧面配合的第三凸台，第一凸台与第三凸台之间形成用于卡置轴承外圈压板的环形凹槽。
18.根据本实用新型的一个方面，所述密封支承机构包括套设在转轴本体上的密封圈结构、密封圈压盖和法兰。
19.根据本实用新型的一个方面，所述密封圈结构包括间隔布置的多个j形密封圈，j形密封圈与j形密封圈之间设置j形密封圈压套，所述j形密封圈与所述第一法兰板之间设置j型密封圈垫。
20.基于此，本实用新型的有益效果在于：
21.(1)与现有技术的将运动部件放置在真空环境内相比，本实用新型将除狭缝外的零部件放置在真空环境外，减少了漏气率和放气率，避免了影响真空度的有害空间，有利于真空环境的获得和维持；避免了向真空环境内引入电流，简化设计结构；
22.(2)狭缝旋转机构与实验仪器采用分体式安装，各自单独组装完成后，再通过法兰安装在一起，具有易于安装、调试和维护的特点；
23.(3)真空环境外零部件，不需要考虑对真空环境的影响，材料选择、结构设计、加工方式等具有更宽泛的选择空间，克服了真空内零件设计繁琐、生产成本高等缺点；
24.(4)与现有技术的齿轮传动时有限位机构相比，本实用新型中采用限位调节块，用于调节限制本装置的行程，克服了现有技术在不能直接观测狭缝位置时难于调整狭缝旋转方向与行程的缺点，具有易于狭缝找正，结构可靠稳定的特点；
25.(5)高分辨率，直线位移台的电机配合减速器后有细分功能，对行程实现高分辨率控制。
附图说明
26.图1示意性表示根据本实用新型的用于光谱仪器的狭缝旋转装置的结构图；
27.图2示意性表示根据本实用新型的用于光谱仪器的狭缝旋转装置的主视图；
28.图3示意性表示根据本实用新型的空心转轴结构示意图。
29.图中：1、狭缝驱动导入器；2、狭缝腔室；3、可调狭缝装置；4、空心转轴；5、角接触轴承；6、j形密封圈压盖；7、j形密封圈；8、法兰；9、第一氟橡胶密封圈；10、锁紧螺母；11、轴承外圈压板；12、支撑座；13、j形密封圈压套；14、推角机构；15、轴承安装座；16、j型密封圈垫；17、第二氟橡胶密封圈；18、第三氟橡胶密封圈；401、安装耳；402、转轴本体。
具体实施方式
30.现在将参照示例性实施例来论述本实用新型的内容。应当理解，论述的实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本实用新型的内容，而不是暗示对本实用新型的范围的任何限制。
31.如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。
32.图1示意性表示根据本实用新型的用于光谱仪器的狭缝旋转装置的结构图，如图1所示，本实用新型的用于光谱仪器的狭缝旋转装置，包括：狭缝腔室2、安装在狭缝腔室2中的可调狭缝装置3、安装在狭缝腔室2的外壁上并穿过狭缝腔室2的侧壁与可调狭缝装置3相连的狭缝驱动导入器1、连接在狭缝腔室2的两端的空心转轴4、以及套设在空心转轴4外壁上的旋转支承机构和密封支承机构。
33.根据本实用新型的一个实施例，狭缝驱动导入器1设置在狭缝腔室2外部，狭缝驱动导入器1与狭缝腔室2活动连接。狭缝腔室2可以包括第一腔体、第二腔体以及空心转轴4，狭缝驱动导入器1伸入第一腔体内部。空心轴可以设置在狭缝腔室2的两端，并使用第一氟橡胶密封圈9对接触面进行密封，使狭缝腔室2和空心转轴4同步转动，空心转轴4与狭缝腔室2外壁过盈接触，在空心转轴4转动过程中减少空心转轴4与狭缝腔室2外壁的摩擦，防止空心转轴4损坏。
34.根据本实用新型的一个实施方式，狭缝腔室2包括第一腔体和与第一腔体间隔布置的第二腔体，可调狭缝装置3安装在第一腔体中的紧邻第二腔体的侧壁上。
35.根据本实用新型的一个实施例，可调狭缝装置3可以设置在第一腔体中紧邻第二腔体的侧壁上，可调狭缝装置3可以设置在狭缝驱动导入器1下方，可调狭缝装置3与狭缝驱动导入器1之间活动接触，狭缝驱动导入器1可以上下推动可调狭缝装置3，对狭缝大小进行调节。
36.根据本实用新型的一个实施方式，狭缝驱动导入器1与狭缝腔室2的外壁之间密封连接。
37.根据本实用新型的一个实施例，狭缝驱动导入器1可以与狭缝腔室2的外壁之间密封连接，第二氟橡胶密封圈17设置在狭缝腔室2与狭缝驱动导入器1接触面缝隙中，使用第二氟橡胶密封圈17对接触面进行密封，可以加固密封并且防止润滑油漏出及外物侵入。
38.如图3所示，根据本实用新型的一个实施方式，空心转轴4包括安装耳401和转轴本体402，安装耳401与狭缝腔室2的端部侧壁之间密封连接。
39.根据本实用新型的一个实施例，安装耳401可以与转轴本体402固定连接，安装耳401可以与狭缝腔室2的端部侧壁之间密封连接，第一氟橡胶密封圈9设置在狭缝腔室2与安装耳401接触面缝隙中，使用第一氟橡胶密封圈9对接触面进行密封，可以加固密封并且防止润滑油漏出及外物侵入。
40.根据本实用新型的一个实施方式，沿着远离狭缝腔室2的方向，第一安装部设置在旋转支承机构上，第二安装部与密封支承机构配合连接根据本实用新型的一个实施例，转轴本体402可以包括套设在转轴本体402上的旋转支撑机构以及密封支撑机构，旋转支撑机构可以包括角接触轴承5、轴承外圈压板11以及轴承安装座15，角接触轴承5设置在轴承安
装座15上，角接触轴承5与轴承安装座15活动连接，角接触轴承5通过密封支承机构进行固定，防止角接触轴承5在转动过程中发生移动、脱落。
41.根据本实用新型的一个实施方式，旋转支承机构包括套设在转轴本体402上的角接触轴承5、轴承安装座15和轴承外圈压板11，角接触轴承5位于轴承安装座15和轴承外圈压板11之间；轴承安装座15包括沿着轴向布置的轴向安装板和沿着径向布置的纵向安装板；轴承外圈压板11沿着径向布置，与轴向安装板、纵向安装板形成围合区域用于安装角接触轴承5。
42.根据本实用新型的一个实施例，角接触轴承5可以设置在轴承安装座15和轴承外圈压板11之间，轴承安装座15可以包括沿着轴向布置的轴向安装板和沿着径向布置的纵向安装板，横向安装板与角接触轴承5上表面活动连接，纵向安装板与角接触轴承5靠近狭缝腔室2一侧活动连接，防止角接触轴承5在使用过程中发生相对移动，导致器件损坏。旋转支承机构还可以包括锁紧螺母10，轴承外圈压板11沿着径向布置，并且轴承外圈压板11远离转轴本体402的一端设有连接轴向安装板端部的安装台阶，轴承外圈压板11可以与轴承安装座15配合，对角接触轴承5进行固定，锁紧螺母10可以设置在角接触轴承5远离狭缝腔室2一侧，锁紧螺母10与转轴本体402固定连接，锁紧螺母10与安装台阶固定连接，防止角接触轴承5在使用过程中发生相对移动，导致器件损坏。
43.根据本实用新型的一个实施方式，第一安装部包括阶梯轴，阶梯轴包括与角接触轴承5配合连接的第一凸台、与纵向安装板的端部配合的第二凸台、以及与轴承外圈压板11的外侧面配合的第三凸台，第一凸台与第三凸台之间形成用于卡置轴承外圈压板11的环形凹槽。
44.根据本实用新型的一个实施方式，密封支承机构包括套设在转轴本体402上的密封圈结构、密封圈压盖和法兰8。根据本实用新型的一个实施例，密封支承机构可以包括密封圈结构、密封圈压盖和法兰8，密封圈压盖可以包括j形密封圈压盖6j形密封圈压盖6，法兰8可以包括径向布置的第一法兰板和轴向布置的第二法兰板，法兰8设置在转轴本体402右侧端部，法兰8设置在转轴本体402左侧端部，法兰8与转轴本体402固定连接，j形密封圈7设置在法兰8与转轴本体402之间的空间内，j形密封圈7可以包括密封圈本体与唇封部，密封圈本体与唇封部具有一定角度，密封圈本体与法兰8抵接，唇封部与转轴本体402抵接，在转轴本体402发生转动时，j形密封圈7受到与狭缝腔室2方向相反的力，唇封部提供向外的压力，加大了唇封部与转轴本体402的接触面积，可以加强密封，防止气体侵入，保持真空环境。
45.根据本实用新型的一个实施方式，密封圈结构包括间隔布置的多个j形密封圈7、位于两个j形密封圈7之间的j形密封圈压套13、以及位于j形密封圈7和第一法兰板之间的j型密封圈垫16。
46.根据本实用新型的另一个实施例，推角机构14可以包括直线位移台和曲柄滑块机构。推角机构14设置在支撑座12侧面，利用直线位移台的直线运动通过曲柄滑块机构，驱动狭缝腔室2发生旋转。狭缝腔室2两侧通过法兰8连接，安装上空心转轴4，空心转轴4在轴承的支撑下，与狭缝腔室2一起转动。
47.根据本实用新型的一个实施例，狭缝腔室2旋转的行程主要跟直线位移台的直线运动行程、以及直线位移台的安装位置有关。当直线位移台的限位开关触碰限位块，即达到
行程最大值，通过调节限位块的位置，改变狭缝腔室2的旋转行程。改变电机的旋转方向，直线位移台产生反方向的直线运动，狭缝腔室2发生反方向的旋转。
48.根据本实用新型的一个实施例，图2示意性表示根据本实用新型的用于光谱仪器的狭缝旋转装置的主视图，如图2所示，采用法兰8连接的形式将空心转轴4安装在狭缝腔室2两侧，使用第三氟橡胶密封圈18对接触面进行密封，使狭缝腔室2和空心转轴4同步转动。进一步地，将角接触轴承5压入轴承安装座15内，再随同轴承安装座15，将角接触轴承5的内圈套入空心旋转轴两侧。将上述组合整体安装在支撑座12上，使用螺栓将轴承安装座15固定在支撑座12上，然后使用锁紧螺母10与轴承外圈压板11调固定角接触轴承5，即可实现狭缝腔室2整体旋转的功能。进一步地，j型密封圈垫16安装在法兰8的动密封安装侧，依次将j形密封圈7、j形密封圈压套13、j形密封圈7安装上去，最后用螺栓将j形密封圈压盖6安装在法兰8的动密封安装侧。进一步地，在j形密封圈7的唇封处涂抹真空脂，安装于空心转轴4上，采用螺栓将法兰8固定在轴承座支撑座12上，即可实现狭缝旋转机构的动密封功能。进一步地，将狭缝驱动导入器1安装在狭缝腔室2上，采用第二氟橡胶密封圈17密封，即可实现狭缝宽度的调节。进一步地，将法兰8与实验仪器连接，采用第三氟橡胶密封圈18进行密封，即可完成整体组装。
49.基于此，本实用新型的有益效果在于：(1)与现有技术的将运动部件放置在真空环境内相比，本实用新型将除狭缝外的零部件放置在真空环境外，减少了漏气率和放气率，避免了影响真空度的有害空间，有利于真空环境的获得和维持；避免了向真空环境内引入电流，简化设计结构；(2)狭缝旋转机构与实验仪器采用分体式安装，各自单独组装完成后，再通过法兰8安装在一起，具有易于安装、调试和维护的特点；(3)真空环境外零部件，不需要考虑对真空环境的影响，材料选择、结构设计、加工方式等具有更宽泛的选择空间，克服了真空内零件设计繁琐、生产成本高等缺点；(4)与现有技术的齿轮传动时有限位机构相比，本实用新型中采用限位调节块，用于调节限制本装置的行程，克服了现有技术在不能直接观测狭缝位置时难于调整狭缝旋转方向与行程的缺点，具有易于狭缝找正，结构可靠稳定的特点；(5)高分辨率，直线位移台的电机配合减速器后有细分功能，对行程实现高分辨率控制。
50.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

技术特征：
1.一种用于光谱仪器的狭缝旋转装置，其特征在于，包括：狭缝腔室、安装在所述狭缝腔室中的可调狭缝器、安装在所述狭缝腔室的外壁上并穿过所述狭缝腔室与所述可调狭缝器相连的狭缝驱动导入器、连接在所述狭缝腔室的两端的空心转轴、以及套设在空心转轴上的旋转支承机构和密封支承机构。2.根据权利要求1所述的用于光谱仪器的狭缝旋转装置，其特征在于，所述狭缝腔室包括第一腔体和与所述第一腔体间隔布置的第二腔体，所述可调狭缝器安装在所述第一腔体中的紧邻所述第二腔体的侧壁上。3.根据权利要求1所述的用于光谱仪器的狭缝旋转装置，其特征在于，所述狭缝驱动导入器与所述狭缝腔室的外壁之间密封连接。4.根据权利要求1所述的用于光谱仪器的狭缝旋转装置，其特征在于，所述空心转轴包括安装耳和转轴本体，所述安装耳与所述狭缝腔室的端部侧壁之间密封连接。5.根据权利要求4所述的用于光谱仪器的狭缝旋转装置，其特征在于，沿所述空心转轴轴向设有第一安装部、第二安装部，所述第一安装部用于配合安装旋转支承机构，所述第二安装部用于配合安装密封支承机构。6.根据权利要求5所述的用于光谱仪器的狭缝旋转装置，其特征在于，所述旋转支承机构包括套设在转轴本体上的角接触轴承、轴承安装座和轴承外圈压板，所述角接触轴承位于所述轴承安装座和所述轴承外圈压板之间；所述轴承安装座包括沿着轴向布置的轴向安装板和沿着径向布置的纵向安装板；所述轴承外圈压板沿着径向布置，与轴向安装板、纵向安装板形成围合区域用于安装角接触轴承。7.根据权利要求6所述的用于光谱仪器的狭缝旋转装置，其特征在于，所述第一安装部包括阶梯轴，所述阶梯轴包括与所述角接触轴承配合连接的第一凸台、与所述纵向安装板的端部配合的第二凸台、以及与所述轴承外圈压板的外侧面配合的第三凸台，第一凸台与第三凸台之间形成用于卡置轴承外圈压板的环形凹槽。8.根据权利要求4所述的用于光谱仪器的狭缝旋转装置，其特征在于，所述密封支承机构包括套设在转轴本体上的密封圈结构、密封圈压盖和法兰。9.根据权利要求8所述的用于光谱仪器的狭缝旋转装置，其特征在于，所述密封圈结构包括间隔布置的多个j形密封圈，j形密封圈与j形密封圈之间设置j形密封圈压套，所述j形密封圈与第一法兰板之间设置j型密封圈垫。

技术总结
本实用新型涉及真空设备技术领域，具体涉及一种用于光谱仪器的狭缝旋转装置，包括：狭缝腔室、安装在狭缝腔室中的可调狭缝器、安装在狭缝腔室的外壁上并穿过狭缝腔室与可调狭缝器相连的狭缝驱动导入器、连接在狭缝腔室的两端的空心转轴、以及支承在空心转轴外壁上的旋转支承机构和密封支承机构。本实用新型减少了装置漏气率和放气率，避免了影响真空度的有害空间，有利于真空环境的获得和维持，避免了向真空环境内引入电流，具有易于安装、调试和维护的特点，克服了零件设计繁琐、生产成本高等缺点、不能直接观测狭缝位置时难于调整狭缝旋转方向与行程的缺点，易于狭缝找正、结构可靠稳定，能够对行程实现高分辨率控制。能够对行程实现高分辨率控制。能够对行程实现高分辨率控制。


技术研发人员：卢杰 马立敏 李长松 李朝阳
受保护的技术使用者：安徽创谱仪器科技有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/7/19