基于triz的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化理論分析并預(yù)測單色器的狹縫裝置的進(jìn)化路線(編輯修改稿)
2025-02-12 13:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 驅(qū)動控制電路及程序裝置、傳感器 多擋狹縫片步進(jìn)電機(jī)傳輸裝置 圖8. 多擋狹縫裝置的技術(shù)系統(tǒng)模型更高級的狹縫技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)該克服了上面的主要缺點(diǎn)，因此出現(xiàn)了手動調(diào)節(jié)連續(xù)可變狹縫裝置，如圖9所示。這種裝置解決了前面的加工問題和拼裝問題。其技術(shù)系統(tǒng)模型如圖10所示。從技術(shù)系統(tǒng)模型中可以看出，此裝置是一個不完備的技術(shù)系統(tǒng)，缺少控制裝置和動力裝置，這兩部分的功能是靠人來實(shí)現(xiàn)的。在進(jìn)行光路試驗調(diào)試時可以應(yīng)用，但儀器中使用不能滿足要求。儀器中需要能夠自動調(diào)節(jié)的連續(xù)可變狹縫裝置。圖9. 手動連續(xù)可變狹縫裝置人控制 狹縫片人驅(qū)動絲桿傳動 圖10. 手動連續(xù)可變狹縫的技術(shù)系統(tǒng)模型于是有人開發(fā)了一種閉環(huán)伺服系統(tǒng)控制高精密連續(xù)可變狹縫裝置，如圖11所示。這是一個完整的技術(shù)系統(tǒng)，如圖12所示，該系統(tǒng)包含了一個完整的技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)包含的所有部分。其中傳動裝置中含有一個柔性鉸鏈，它依靠結(jié)構(gòu)的彈性變形來實(shí)現(xiàn)狹縫的寬度變化，需要控制的是應(yīng)力場，影響材料應(yīng)力變形的因素很多，比如溫度、尺寸等，所以這是一個非常難控制的場。由于應(yīng)力對尺寸非常敏感，這就對柔性鉸鏈零件的加工精度提出了很高的要求，同時加上測量傳感元件，使得這套技術(shù)系統(tǒng)的成本非常高，理想度不高。伺服步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動控制電路及程序裝置、光柵副 頂桿、柔性鉸鏈刀口件圖12. 閉環(huán)控制連續(xù)可變狹縫裝置技術(shù)系統(tǒng)模型圖11. 閉環(huán)控制連續(xù)可變狹縫裝置閉環(huán)控制連續(xù)可變狹縫裝置的主要問題是成本過高，柔性鉸鏈元件的加工以及光柵副等測量元件是成本高的主要原因。為了解決這個問題，研發(fā)了開環(huán)控制連續(xù)可變狹縫裝置，如圖13所示。接控制單元步進(jìn)電機(jī)傳動機(jī)構(gòu)狹縫片圖13. 開環(huán)控制連續(xù)可變狹縫裝置該裝置降低的加工精度的要求，把高成本的測量、反饋功能移到系統(tǒng)之外，為此單獨(dú)研究了一套精度校正系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全自動系統(tǒng)校正如圖14所示，供共用，從而降低了控制成本，也降低了加工精度要求。開環(huán)控制連續(xù)可變狹縫技術(shù)系統(tǒng)模型如圖15所示。但這套技術(shù)系統(tǒng)也存在缺陷，主要是適用性不夠，不能在小型儀器中使用，不能實(shí)現(xiàn)非同平面入射狹縫和出射狹縫的布局。在原理不變的情況下要想克服這個缺點(diǎn)，采用什么方法呢？等待MEMS技術(shù)成熟？圖14. 開環(huán)控制連續(xù)可變狹縫裝置校準(zhǔn)系統(tǒng)校準(zhǔn)系統(tǒng)驅(qū)動電路、控制程序、傳感器 狹縫片步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)變速箱、四桿機(jī)構(gòu) 圖15. 開環(huán)控制連續(xù)可變狹縫的技術(shù)系統(tǒng)模型四、已有狹縫裝置的進(jìn)化分析1． 從進(jìn)化法則視角的分析 從上一節(jié)所述的六種狹縫技術(shù)系統(tǒng)模型來看，狹縫技術(shù)系統(tǒng)的進(jìn)化完全符合技術(shù)
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