一种用于太赫兹系统的二维扫描平移台技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于太赫兹系统的二维扫描平移台，其包括控制单元、驱动单元、执行单元、供电单元和设备外壳，控制单元用于步进电机脉冲信号的产生，驱动单元包括X轴步进电机驱动器和Y轴步进电机驱动器，执行单元包括十字交叉连接的X轴移动单元和Y轴移动单元，载物台固定在执行单元上，X轴步进电机驱动器与X轴移动单元连接，驱动X轴移动单元带动载物台沿X轴运动，Y轴步进电机驱动器与Y轴移动单元连接，驱动Y轴移动单元带动载物台沿Y轴运动，供电单元分别与控制单元和驱动单元连接，所述控制单元、驱动单元、执行单元、供电单元集成式固定在设备外壳的空腔中，一体化设计，体积小巧、携带方便、操作简单。操作简单。操作简单。

【技术实现步骤摘要】
一种用于太赫兹系统的二维扫描平移台

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[0001]本技术属于太赫兹光谱和成像
，具体涉及一种用于太赫兹系统的二维扫描平移台。

技术介绍
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[0002]太赫兹波是介于微波和红外波段的一种穿透能力强、光子能量低的电磁波，其频率在0.1～10THz(1THz＝10
12
Hz)之间。太赫兹光谱和成像系统是利用太赫兹波进行光电导采样，广泛应用于物质识别、安全检查、材料与结构的无损探伤、生物组织的活体检查、无线通信等领域。
[0003]太赫兹三维层析成像技术，是使用太赫兹层析成像设备，配合二维扫描平台，对被测物体进行太赫兹成像的技术手段。在应用中，二维扫描平台主要负责系统成像过程中，根据用户配置的成像需求，移动载物台上的测试样本，将实时位置数据上传到主机箱设备，配合太赫兹天线进行信号和位置的同步。
[0004]当下广泛使用的二维扫描平移台，大多很难有太赫兹成像设备在接口及通讯协议上兼容；且多数采用执行部件和驱动部件分离设计，驱动部件采用通用设备，驱动部件与执行部件通过线缆连接。因此造成了设备整体体积较大、重量较重，携带和搬运十分不便，且线缆连接复杂，易造成线缆连接出错等问题。

技术实现思路
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[0005]针对目前现有的二维平移台的诸多问题，设计的一款小型化的二维扫描平移台。在满足太赫兹三维层析成像设备对控制精度、运行速度、运行范围等条件的基本要求外，进行了小型化设计，在设备的重量、体积和便携度上进行了充分考虑，大大提高了太赫兹成像领域扫描平台的便携性。
[0006]为了实现上述目的，本技术涉及的一种用于太赫兹系统的二维扫描平移台，包括控制单元、驱动单元、执行单元、供电单元和设备外壳，控制单元与太赫兹三维层析成像系统上位机连接进行数据和指令的收发以及步进电机脉冲信号的产生，驱动单元包括X轴步进电机驱动器和Y轴步进电机驱动器，执行单元包括十字交叉连接的X轴移动单元和Y轴移动单元，载物台固定在执行单元上，X轴步进电机驱动器与X轴移动单元连接，驱动X轴移动单元带动载物台沿X轴运动，Y轴步进电机驱动器与Y轴移动单元连接，驱动Y轴移动单元带动载物台沿Y轴运动，供电单元分别与控制单元和驱动单元连接用于提供电能，所述控制单元、驱动单元、执行单元、供电单元集成式固定在设备外壳的空腔中。
[0007]具体地，控制单元包括相连接的数据处理器与USB接口芯片，USB接口芯片通过USB接口与上位机连接。
[0008]具体地，所述X轴移动单元和Y轴移动单元十字交叉连接，一个在上一个在下，X轴移动单元和Y轴移动单元结构相同，均包括两相步进电机、旋转编码器、支撑导轨、丝杆及滑块，步进电机输出轴与丝杆一端转动连接，丝杆安装在支撑导轨开槽内，滑块底部转动连接
在丝杆上，滑块底部左右两侧抵靠在支撑导轨左右两侧的槽边上旋转编码器固定在步进电机端部，用于采集步进电机的实时位置信息，旋转编码器通过编码器接口与太赫兹三维层析成像设备连接。
[0009]具体地，所述X轴移动单元和Y轴移动单元还包括光电限位开关，光电限位开关与控制单元连接，且固定在支撑导轨上的限定位置处。
[0010]具体地，供电单元为一块AC220V的转换成DC24V和DC5V的双通道隔离电源，分别负责驱动单元和控制单元的供电。
[0011]具体地，设备外壳采用铝合金材料。
[0012]具体地，在设备外壳上固定设置电源接口、编码器接口、USB接口和负责二维平台的设备通断电的电源控制开关。
[0013]本技术与现有技术相比，具有以下的优点：
[0014]1、充分实现太赫兹三维层析成像设备对控制精度、控制距离、位置分辨率的要求。
[0015]2、一体化设计，将控制、驱动和执行部件集成在壳体内，产品体积小巧、携带方便、接线简单，大大提高了二维平移台类产品的便携性和操作性。
附图说明：
[0016]图1为本技术涉及的用于太赫兹系统的二维扫描平移台结构示意图。
[0017]图2为本技术涉及的用于太赫兹系统的二维扫描平移台原理示意图。
[0018]图3为本技术涉及的执行单元结构示意图。
[0019]图4为本技术涉及的X轴移动单元结构示意图。
具体实施方式：
[0020]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0021]实施例1：
[0022]如图1和2所示，本实施例涉及的一种用于太赫兹系统的二维扫描平移台，包括控制单元1、驱动单元2、执行单元3、供电单元4和设备外壳5，控制单元1与太赫兹三维层析成像系统上位机连接进行数据和指令的收发以及步进电机脉冲信号的产生，驱动单元2包括X轴步进电机驱动器201和Y轴步进电机驱动器202，执行单元3包括十字交叉连接的X轴移动单元和Y轴移动单元，载物台固定在执行单元3上，X轴步进电机驱动器201与X轴移动单元连接，驱动X轴移动单元带动载物台沿X轴运动，Y轴步进电机驱动器202与Y轴移动单元连接，驱动Y轴移动单元带动载物台沿Y轴运动，进而实现样品在X、Y两个方向上的移动，供电单元4分别与控制单元1、驱动单元2连接用于提供电能，所述控制单元1、驱动单元2、执行单元3、供电单元4集成式固定在设备外壳5的空腔中，形成一体化结构。
[0023]具体地，根据功能和结构要求，控制单元1为独立设计的控制电路板，采用可编程逻辑器件FPGA
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EP4CE115F29C8N作为数据处理器，保证控制脉冲输出的准确性与时效性；数据处理器与USB接口芯片连接，USB接口芯片采用赛普拉斯
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CY7C68013A
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128AXC型号USB接
口芯片，USB接口芯片通过USB接口与上位机连接，满足上位机与所述二维扫描平移台间的数据交互。
[0024]如图3和4所示，具体地，所述X轴移动单元和Y轴移动单元结构相同，均包括两相步进电机301、旋转编码器302、支撑导轨303、光电限位开关304、丝杆305及滑块306，步进电机301输出轴与丝杆305一端转动连接，丝杆305安装在支撑导轨303开槽内，滑块306底部转动连接在丝杆305上，滑块306底部左右两侧抵靠在支撑导轨303左右两侧的槽边上，随着丝杆305的转动，滑块306沿丝杆305(或沿支撑导轨303)长度方向上往复运动。X轴移动单元和Y轴移动单元十字交叉连接，一个在上一个在下，实现载物台在X方向和Y方向上的移动，如，X轴移动单元的支撑导轨303底部固定在Y轴移动单元的滑块306上，载物台固定在X轴移动单元的滑块306上，或Y轴移动单元的支撑导轨303底部固定在X轴移动单元的滑块306上，载物台固定在Y轴移动单元的滑块306上。与控制单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于太赫兹系统的二维扫描平移台，其特征在于，包括控制单元、驱动单元、执行单元、供电单元和设备外壳，控制单元与太赫兹三维层析成像系统上位机连接进行数据和指令的收发以及步进电机脉冲信号的产生，驱动单元包括X轴步进电机驱动器和Y轴步进电机驱动器，执行单元包括十字交叉连接的X轴移动单元和Y轴移动单元，载物台固定在执行单元上，X轴步进电机驱动器与X轴移动单元连接，驱动X轴移动单元带动载物台沿X轴运动，Y轴步进电机驱动器与Y轴移动单元连接，驱动Y轴移动单元带动载物台沿Y轴运动，供电单元分别与控制单元和驱动单元连接，所述控制单元、驱动单元、执行单元、供电单元集成式固定在设备外壳的空腔中。2.根据权利要求1所述的用于太赫兹系统的二维扫描平移台，其特征在于，控制单元包括相连接的数据处理器与USB接口芯片，USB接口芯片通过USB接口与上位机连接。3.根据权利要求1所述的用于太赫兹系统的二维扫描平移台，其特征在于，所述X轴移动单元和Y轴移动单元十字交叉连接，一个在上一个在下，X轴移动单元和Y轴移动单元结构相同，均包...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦政飞，朱新勇，王玉建，张朝惠，刘永利，刘虎，初文怡，管玉超，
申请(专利权)人：青岛青源峰达太赫兹科技有限公司，
类型：新型
国别省市：