[发明专利]一种适用于EAST托卡马克装置光学镜头保护的shutter装置

说明书

本发明公开了一种适用于EAST托卡马克装置光学镜头保护的shutter装置，光学镜头位于光学炮筒最前端并与水平线成45度夹角，shutter装置包括不锈钢圆筒、内侧导轨和不锈钢滑轮、铁质盖板、吸铁石、限位滑轮、直线传动丝杆、固定丝杆、步进电机；内侧导轨和不锈钢滑轮通过插销连接然后安装在不锈钢圆筒内侧；铁质盖板通过插销连接在圆筒前端，可以自由上下转动，圆筒下端固定吸铁石能够提高盖板的密封性；直线传动丝杆一端焊接在圆筒的固定器上，穿过限位滑轮，另一端与固定丝杆之间通过内外螺纹连接；固定丝杆固定在步进电机转轴上，能够驱动直线传动丝杆和不锈钢圆筒做直线运动，从而完成前端盖板打开或者关闭动作，满足光学诊断测量需求并能够保护炮筒前端的光学镜头。

技术领域

本发明涉及一种适用于EAST托卡马克装置光学诊断系统镜头保护的shutter装置。

背景技术

目前，光学诊断系统普遍应用于托卡马克装置内等离子体光谱信息的测量，而光学镜头是所有光学诊断系统的核心部件，因此保护这些光学镜头不受到污染是设计光学诊断的重要组成部分。类似高尔夫球杆的耙式shutter因其构造简单而被广泛应用，但是实验发现耙式shutter很容易出现卡死现象，而且耙式shutter与镜头在空间上贴合较差，缝隙较大使得镜头仍然受到污染，如果缝隙太小容易造成shutter无法关闭的情况。另一方面，耙式shutter转动时力矩较大。之前EAST托卡马克装置大多光学镜头采用耙式shutter，实验过程中经常出现shutter卡死导致诊断不能工作。而且EAST托卡马克采用大量的锂蒸汽涂层进行壁处理，实验结束后打开真空室发现，耙式shutter保护的镜头大多受到锂颗粒的污染。

发明内容

为了克服托卡马克装置光学诊断系统镜头保护的不足，本发明提供了一种圆筒形shutter装置，该装置不仅能够很好的保护镜头，而且结构简单、工作稳定。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于EAST托卡马克装置光学镜头保护的shutter装置，包括：

所述shutter装置包括不锈钢圆筒、铁质盖板和驱动部分，所述驱动部分包括步进电机、直线传动丝杆、固定丝杆、限位滑轮和固定器；

所述不锈钢圆筒、铁质盖板构成光学镜头的保护主体，所述光学镜头位于炮筒最前端，光学镜头端面与水平方向成45度夹角，所述炮筒位于不锈钢圆筒内，所述不锈钢圆筒内侧与炮筒之间设置有内侧导轨和不锈钢滑轮，铁质盖板通过插销与不锈钢圆筒前端上部连接，不锈钢圆筒前端下部固定有吸铁石，所述铁质盖板能够以插销为轴自由上下转动；所述不锈钢圆筒外侧安装固定器，直线传动丝杆外侧设置螺纹，固定丝杆内侧设置螺纹，直线传动丝杆一端固定焊接在固定器上，穿过限位滑轮，另一端和固定丝杆螺纹连接，固定丝杆另一端和步进电机的转轴固定连接，步进电机转动驱动固定丝杆转动，带动直线传动丝杆和不锈钢圆筒做直线运动；当圆筒运动到光学镜头的前部，不与光学镜头接触时，不锈钢圆筒前端的铁质盖板在重力和磁力吸附的作用下闭合，能够保护光学镜头；当圆筒向光学镜头的后部移动适当距离，不锈钢圆筒前端的铁质盖板会被光学镜头的炮筒前端顶住从而自动打开。

进一步的，所述的不锈钢圆筒前端下部设置吸铁石，当圆筒运动到光学镜头的前部，圆筒前端的铁质盖板在重力和磁力吸附的共同作用下闭合，能够提高盖板的密封性能及镜头的保护效果。

进一步的，所述的不锈钢圆筒内侧安装有内侧导轨和不锈钢滑轮，滑轮通过插销与内侧导轨连接，减小圆筒在炮筒上滑动阻力，防止shutter装置出现卡死现象。

进一步的，所述的直线传动丝杆一端与固定器焊接，穿过限位滑轮后与固定丝杆通过螺纹连接，固定丝杆另一端和步进电机转轴连接，通过步进电机转动驱动固定丝杆转动，通过螺纹的转动带动直线传动丝杆在水平方向移动；直线传动丝杆和限位滑轮之间有间隙，当直线传动丝杆发生轻微形变的情况下，能够不影响直线传动丝杆水平移动。

进一步的，所述限位滑轮包括两个滑轮，两个滑轮并排设置，安装在U形块中，两个滑轮中间的槽所围成的空间作为限位孔。