一种共轴反转环型连续变密度衰减器装置及其工作方法
阅读说明：本技术 一种共轴反转环型连续变密度衰减器装置及其工作方法 (Coaxial reverse ring type continuous variable density attenuator device and working method thereof ) 是由 王�锋 石岩 邹凯 黄祖鑫 张永红 李源 杨钧兰 尚武云 于 2021-08-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种共轴反转环型连续变密度衰减器装置及其工作方法,所述装置包括基座、电机、输出齿轮、齿轮盘一、齿轮盘二、衰减片一和衰减片二；衰减片一和衰减片二为圆环形；齿轮盘一和齿轮盘二均具有齿盘和转轴,齿轮盘一还具有贯穿其齿盘和转轴的轴孔；齿轮盘一的转轴穿过基座上的轴孔并可自由转动；齿轮盘二的转轴穿过齿轮盘一的轴孔并可自由转动；齿轮盘一和齿轮盘二的转轴分别与衰减片一和衰减片二固定连接；齿轮盘一和齿轮盘二的齿盘安装在输出齿轮的两侧并使齿盘的齿面与输出齿轮的齿面啮合；输出齿轮的轴心与电机的转轴固定连接；电机固定在基座上。本发明的衰减过程不引入额外转动惯量,并具备高可靠性、低成本、集成化程度等优势。(The invention provides a coaxial reverse rotation annular continuous variable density attenuator device and a working method thereof, wherein the device comprises a base, a motor, an output gear, a first gear disc, a second gear disc, a first attenuation sheet and a second attenuation sheet; the attenuation sheet I and the attenuation sheet II are circular rings; the first gear disc and the second gear disc are both provided with a fluted disc and a rotating shaft, and the first gear disc is also provided with a shaft hole penetrating through the fluted disc and the rotating shaft; a rotating shaft of the first gear plate penetrates through a shaft hole in the base and can rotate freely; a rotating shaft of the gear disc II penetrates through a shaft hole of the gear disc I and can rotate freely; rotating shafts of the first gear disc and the second gear disc are fixedly connected with the first attenuation sheet and the second attenuation sheet respectively; the fluted discs of the first gear disc and the second gear disc are arranged on two sides of the output gear and enable the tooth surfaces of the fluted discs to be meshed with the tooth surfaces of the output gear; the axis of the output gear is fixedly connected with a rotating shaft of the motor; the motor is fixed on the base. The attenuation process of the invention does not introduce extra rotational inertia and has the advantages of high reliability, low cost, integration degree and the like.)
技术领域
本发明涉及光学工程技术领域，具体而言，涉及一种共轴反转环型连续变密度衰减器装置及其工作方法。
背景技术
近年来，以激光为特征的光电系统蓬勃发展，其衍生出的各类装置、设备、系统层出不穷，在带动相关光电探测系统快速发展的同时，也对待测目标大动态范围亮度变化条场景下光电探测系统的适应能力提出了更高的要求。传统光电探测通光量调节手段主要有光圈和衰减两种方式。光圈方式衰减直接有效，但一定程度牺牲了成像单元的分辨能力。利用一对圆形变密度衰减盘，以相对反转旋转方式构成的组合衰减很好的解决了连续变密度衰减的问题，能够较好的满足高精度地面固定光电系统的探测衰减需要。专利CN88220078.X中公开的光学衰减器提出了一种由筒状外壳、光阑、光学衰减片以及固定光学衰减片的螺纹压圈所构成的新型光学衰减器，较大程度解决了抗辐射损伤的衰减问题。专利CN97203468.4中公开的光学衰减器提出了一种由磁光介质、光楔、无磁金属套管等构成的新型可连续变化的光学衰减器，较大程度解决了非成像系统连续衰减问题。已有衰减器件充分利用了各自所用核心器件的特点和优势，分别有针对性的解决了低分辨摄影衰减、固定平台连续衰减、抗辐射激光衰减等问题，满足了各自对应场景下的应用需求。
然而随着动平台光电系统对探测系统衰减的需求增加，急需研发一种针对动平台无转动惯量的连续衰减器件，并具备高可靠性、低成本、集成化程度等优势。
发明内容
本发明旨在提供一种共轴反转环型连续变密度衰减器装置及其工作方法，以实现衰减过程不引入额外转动惯量，并具备高可靠性、低成本、集成化程度等优势。
本发明提供的一种共轴反转环型连续变密度衰减器装置，包括基座、电机、输出齿轮、齿轮盘一、齿轮盘二、衰减片一和衰减片二；所述衰减片一和衰减片二为圆环形；
所述齿轮盘一和齿轮盘二均具有相连接的齿盘和转轴，齿轮盘一还具有贯穿其齿盘和转轴的轴孔；齿轮盘一的转轴穿过基座上的轴孔并可自由转动；齿轮盘二的转轴穿过齿轮盘一的轴孔并可自由转动；
在基座一侧的所述齿轮盘一和齿轮盘二的转轴分别与衰减片一和衰减片二固定连接；在基座另一侧的所述齿轮盘一和齿轮盘二的齿盘安装在输出齿轮的两侧并使齿盘的齿面与输出齿轮的齿面啮合；所述输出齿轮的轴心与电机的转轴固定连接；所述电机固定在基座上。
进一步的，所述齿轮盘一的转轴外径与基座上的轴孔内径相匹配；所述齿轮盘二的转轴外径与齿轮盘一的轴孔内径相匹配。
进一步的，所述齿轮盘一的转轴外径还与衰减片一的内环半径相匹配。
进一步的，所述衰减片一和衰减片二的外环半径相等。
进一步的，所述齿轮盘二也具有贯穿其齿盘和转轴的轴孔。
进一步的，所述基座包括底座以及立于底座上的立架；基座上的轴孔设置在立架上。
进一步的，所述共轴反转环型连续变密度衰减器装置，还包括电机支座；所述电机通过电机支座固定在基座上。
本发明还提供一种如上述的共轴反转环型连续变密度衰减器装置的工作方法，包括：
控制电机转动；
电机带动输出齿轮转动；
输出齿轮带动两侧的齿轮盘一和齿轮盘二向相反方向转动，相应地，衰减片一和衰减片二也向相反方向转动。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的共轴反转环型连续变密度衰减器装置中，圆环形的衰减片一和衰减片二可保证光截面衰减均匀性和透射光束像质，并且在衰减过程中圆环形衰减片一和衰减片二的转动惯量自行抵消，不引入额外转动惯量。同时，该共轴反转环型连续变密度衰减器装置可靠性高，调节过程快速，占用空间小，集成化程度高，所需圆环形衰减片的制作工艺简单，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例的共轴反转环型连续变密度衰减器装置的立体结构图。
图2为本发明实施例的共轴反转环型连续变密度衰减器装置的侧视图。
图3为图2中A-A剖面图。
图标：10-基座、11-底座、12-立架、20-电机、21-电机支座、30-输出齿轮、41-齿轮盘一、42-齿轮盘二、51-衰减片一、52-衰减片二。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1、图2、图3所示，本实施例提出一种共轴反转环型连续变密度衰减器装置，包括基座10、电机20、输出齿轮30、齿轮盘一41、齿轮盘二42、衰减片一51和衰减片二52；所述衰减片一51和衰减片二52为圆环形；
所述齿轮盘一41和齿轮盘二42均具有相连接的齿盘和转轴，齿轮盘一41还具有贯穿其齿盘和转轴的轴孔；齿轮盘一41的转轴穿过基座10上的轴孔并可自由转动；齿轮盘二42的转轴穿过齿轮盘一41的轴孔并可自由转动；
在基座10一侧的所述齿轮盘一41和齿轮盘二42的转轴分别与衰减片一51和衰减片二52固定连接；在基座10另一侧的所述齿轮盘一41和齿轮盘二42的齿盘安装在输出齿轮30的两侧并使齿盘的齿面与输出齿轮30的齿面啮合；所述输出齿轮30的轴心与电机20的转轴固定连接；所述电机20固定在基座10上。其中，所述齿轮盘一41和齿轮盘二42的齿盘安装在输出齿轮30的两侧并使齿盘的齿面与输出齿轮30的齿面啮合是指，所述齿轮盘一41的齿盘的齿面与所述齿轮盘二42的齿盘的齿面相对，如图2所示，所述齿轮盘一41和齿轮盘二42的齿盘位于基座10的右侧，此时所述齿轮盘一41的齿盘的齿面位于其齿盘的右侧，而齿轮盘二42的齿盘的齿面位于其齿盘的左侧，当所述齿轮盘一41和齿轮盘二42的齿盘安装在输出齿轮30的两侧时，才能够使得齿轮盘一41和齿轮盘二42的齿盘的齿面与输出齿轮30的齿面啮合。
所述共轴反转环型连续变密度衰减器装置的工作方法为：
控制电机20转动；
电机20带动输出齿轮30转动；
输出齿轮30带动两侧的齿轮盘一41和齿轮盘二42向相反方向转动，相应地，衰减片一51和衰减片二52也向相反方向转动。
由此，本发明的共轴反转环型连续变密度衰减器装置中，圆环形的衰减片一51和衰减片二52可保证光截面衰减均匀性和透射光束像质，并且在衰减过程中圆环形衰减片一51和衰减片二52的转动惯量自行抵消，不引入额外转动惯量。同时，该共轴反转环型连续变密度衰减器装置可靠性高，调节过程快速，占用空间小，集成化程度高，所需圆环形衰减片的制作工艺简单，成本低。
进一步的，所述齿轮盘一41的转轴外径与基座10上的轴孔内径相匹配；所述齿轮盘二42的转轴外径与齿轮盘一41的轴孔内径相匹配。由此，在控制电机20转动输出齿轮30并带动齿轮盘一41和齿轮盘二42转动时，齿轮盘一41和齿轮盘二42不会发生横向振动。在一些是实施例中，还可以在齿轮盘一41的轴孔内壁和转轴外壁，以及齿轮盘二42的转轴外壁添加润滑油，以减小转动摩擦。
进一步的，所述齿轮盘一41的转轴外径还与衰减片一51的内环半径相匹配。由此，齿轮盘二42能够顺利穿过齿轮盘一41的的轴孔以及衰减片一51的内环，并与衰减片二52固定连接。其中，所述齿轮盘二42的转轴外径可以大于衰减片二52的内环半径，能够实现齿轮盘二42的转轴与衰减片二52固定连接即可，一般来说设置为所述齿轮盘二42的转轴外径也与衰减片二52的内环半径相匹配。
进一步的，所述衰减片一51和衰减片二52的外环半径相等，提高连续衰减的有效范围。
进一步的，所述齿轮盘二42也具有贯穿其齿盘和转轴的轴孔。换言之，所述齿轮盘一41也是空心的，一方面可以减少齿轮盘二42的用料，降低成本，另一方面可以减轻整个装置的重量。
进一步的，所述基座10包括底座11以及立于底座11上的立架12；基座10上的轴孔设置在立架12上。需要说明的是，在共轴反转环型连续变密度衰减器装置工作时，最好将基座10进行固定，避免由于转动使整个装置发生振动。
进一步的，所述共轴反转环型连续变密度衰减器装置还包括电机支座21；所述电机20通过电机支座21固定在基座10上，一般是将电机支座21固定在基座10的立架12上。再由图3可知，由于电机20固定在基座10上，并且齿轮盘一41和齿轮盘二42的齿盘的齿面与输出齿轮30的齿面啮合，因此齿轮盘一41和齿轮盘二42与输出齿轮30的相对位置也是固定的，因此齿轮盘一41和齿轮盘二42在转动时不会发生轴向位移。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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