[发明专利]一种紧凑型快速滤光轮装置及其控制方法

说明书

本发明涉及一种滤光轮装置，具体涉及一种紧凑型快速滤光轮装置及其控制方法。本发明的目的是解决现有电动滤光轮装置存在对电机类型选择、测角方式、滤光轮结构形式和伺服控制系统设计需满足小型化要求，同时对于滤光片切换速度、系统技术指标达成度和可靠性考核比较严苛，使得紧凑型快速旋转滤光轮的设计和控制存在较大难度的技术问题，提供一种紧凑型快速滤光轮装置及其控制方法。该装置是一种在紧凑空间结构下的高速多波段滤光轮装置，可安装于光学探测器件与光学镜头之间，包括安装底板、驱动组件、滤光组件、支撑架和主控制电路板，克服了在狭窄空间布置快速滤光片轮的难题，是一种高精度、快速、稳定的滤光轮装置。

技术领域

本发明涉及一种滤光轮装置，具体涉及一种紧凑型快速滤光轮装置及其控制方法。

背景技术

滤光轮分为手动转换型和电动转换型，手动转换滤光轮的应用范围比较单一，在一些机构复杂和自动化程度比较高的系统中应用存在较大缺陷。电动滤光轮作为现代光机系统的一个重要组成部分，被广泛的运用到各类光机系统中，利用步进电机与滤光轮直接连接，在一定范围内实现了定位、锁定的功能，近年来主流的电动滤光轮普遍采用这种方案。

光学导引和光学测量设备大多采用多谱段成像方式，可获得目标更丰富的图像信息，有助于提高设备对目标的探测、识别能力和提升系统的抗干扰性能。但是，由于位标器和光学测量设备结构空间有限，对滤光轮设计方案的电机类型选择、测角方式、滤光轮结构形式和伺服控制系统设计需满足小型化要求，同时对于滤光片切换速度、系统技术指标达成度和可靠性考核比较严苛，这就对滤光轮装置的设计提出了较高的要求，使得紧凑型快速旋转滤光轮的设计和控制技术存在较大难度。

发明内容

本发明的目的是解决现有电动滤光轮装置存在对电机类型选择、测角方式、滤光轮结构形式和伺服控制系统设计需满足小型化要求，同时对于滤光片切换速度、系统技术指标达成度和可靠性考核比较严苛，使得紧凑型快速旋转滤光轮的设计和控制存在较大难度的技术问题，提供一种紧凑型快速滤光轮装置及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术解决方案如下：

本发明提供一种紧凑型快速滤光轮装置，其特殊之处在于：包括安装底板、驱动组件、滤光组件、支撑架和主控制电路板；

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

所述滤光组件包括套设于电机转接轴上的并紧圈和滤光片，并紧圈将滤光片压紧在电机转接轴的凸缘处，并紧圈、滤光片、电机转接轴的凸缘与安装底板四者固连；

所述主控制电路板通过所述支撑架固连于安装底板上，主控制电路板与并紧圈之间留有间隙，主控制电路板上设有外接交互接口，主控制电路板与电机驱动电路板相互通信；

所述滤光片的边缘刻划有光栅，主控制电路板上设有用于感应光栅的感应模块；或者，还包括径向磁铁和测角电路，二者间留有间隙，径向磁铁镶嵌并固定在电机转接轴不带凸缘一侧的端面处，分为N极和S极，测角电路通过对扣接插件对扣在主控制电路板上，测角电路上带有霍尔感应芯片，霍尔感应芯片通过主控制电路板中心的通孔，与径向磁铁相对，用于角度测量。

进一步地，所述滤光片为圆环形，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。

进一步地，所述滤光片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。

进一步地，所述不同波段包括窄带、宽带和过渡带。