[发明专利]一种紧凑型快速滤光轮装置及其控制方法

权利要求书

1.一种紧凑型快速滤光轮装置，其特征在于：包括安装底板(8)、驱动组件、滤光组件、支撑架(7)和主控制电路板(2)；

所述驱动组件包括驱动电机(10)、电机转接轴(6)和电机驱动电路板(9)；所述驱动电机(10)的驱动轴穿过安装底板(8)上的通孔后与所述电机转接轴(6)的中心孔紧配合，电机转接轴(6)靠近安装底板(8)的一端带有凸缘；所述电机驱动电路板(9)安装于安装底板(8)上设置驱动电机(10)的一侧，电机驱动电路板(9)与驱动电机(10)电连接，用于驱动电机(10)的转速控制和静态定位，驱动电机(10)壳体与安装底板(8)固连；

所述滤光组件包括套设于电机转接轴(6)上的并紧圈(4)和滤光片(5)，并紧圈(4)将滤光片(5)压紧在电机转接轴(6)的凸缘处，并紧圈(4)、滤光片(5)、电机转接轴(6)的凸缘与安装底板(8)四者固连；

所述主控制电路板(2)通过所述支撑架(7)固连于安装底板(8)上，主控制电路板(2)与并紧圈(4)之间留有间隙，主控制电路板(2)上设有外接交互接口，主控制电路板(2)与电机驱动电路板(9)相互通信；

所述滤光片(5)的边缘刻划有光栅，主控制电路板(2)上设有用于感应光栅的感应模块，用于角度测量；或者，还包括径向磁铁(3)和测角电路(1)，二者间留有间隙，径向磁铁(3)镶嵌并固定在电机转接轴(6)不带凸缘一侧的端面处，分为N极(301)和S极(302)，测角电路(1)通过对扣接插件(101)对扣在主控制电路板(2)上，测角电路(1)上带有霍尔感应芯片(102)，霍尔感应芯片(102)通过主控制电路板(2)中心的通孔，与径向磁铁(3)相对，用于角度测量；

所述滤光片(5)为圆环形，划分为多个外形尺寸相同的扇形片，多个扇形片区域分别镀制不同波段的膜层。

2.根据权利要求1所述的紧凑型快速滤光轮装置，其特征在于：

所述滤光片(5)的多个扇形片一体成型；或者，多个扇形片为分体式，在使用装配时分别与电机转接轴(6)的凸缘连接后，通过拼装、粘接和配平形成共面的圆环形滤光片(5)。

3.根据权利要求1或2所述的紧凑型快速滤光轮装置，其特征在于：

所述不同波段包括窄带、宽带和过渡带。

4.根据权利要求3所述的紧凑型快速滤光轮装置，其特征在于：

所述驱动电机(10)的驱动轴与电机转接轴(6)通过圆锥销定位；径向磁铁(3)与电机转接轴(6)端面之间采用紧固胶固定。

5.根据权利要求4所述的紧凑型快速滤光轮装置，其特征在于：

所述主控制电路板(2)采用DSP架构。

6.根据权利要求5所述的紧凑型快速滤光轮装置，其特征在于：

所述电机驱动电路板(9)中包含DC/DC模块和模拟线性电机功率放大器。

7.根据权利要求6所述的紧凑型快速滤光轮装置，其特征在于：

所述驱动电机(10)可实现5000rpm以上转速且速度稳定。

8.根据权利要求7所述的紧凑型快速滤光轮装置，其特征在于：

所述驱动电机(10)采用直流无刷电机或盘式电机。

9.一种权利要求1至8任一所述紧凑型快速滤光轮装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)主控制电路板(2)自动感应滤光片(5)角度信息或者通过测角电路(1)获取包含滤光片(5)角度信息的电信号，经标校、补偿后实时输出滤光片(5)的当前角度信息至上级系统；

2)主控制电路板(2)接收上级系统下发的模式指令，所述模式指令包括准确定位模式指令、周期轮巡转动模式指令和连续转动模式指令；

准确定位模式和周期轮巡转动模式下，控制所述紧凑型快速滤光轮装置运转，滤光轮运转到指定位置后将到位信息反馈至上级系统；

定义滤光轮每个扇形片内的区域为有效滤光区域，相邻扇形片之间的区域为无效滤光区域；

连续转动模式下且转速均匀时，主控制电路板(2)持续向上级系统上报滤光轮的稳定转速，滤光轮运转切入有效滤光区域时，通过脉冲形式向上级系统发送滤光轮状态，上级系统的成像系统开始积分成像，上级系统根据转速控制有效积分时间，完成多波段快速连续成像。