CN102520517A - 一种二维快速反射镜用柔性防转机构 - Google Patents

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Abstract

一种二维快速反射镜用柔性防转机构，特别是用于限制中心为球型铰链的二维快速反射镜绕中心轴回转的装置。包括：镜座、四个直线音圈电机、基座、柔性弹片和球型铰链，基座通过球型铰链与基座连接，直线音圈电机由线圈和磁座两部分组成，线圈固定在基座上与线圈组成不动部分，磁座固定在镜座上与镜座组成运动部分，柔性弹片固定在基座与镜座之间，同过自身的弹性可实现运动部分绕X轴、Y轴的≤±30′的偏转，并通过固有的刚性性限制了运动部分绕Z轴转动的自由度。从根本上保证了快速反射镜高频往复运动的重复精度，并且大幅度提高了***的工作可靠性及其断电状态下的稳定性。

Description

一种二维快速反射镜用柔性防转机构
技术领域
本发明涉及一种柔性防转机构，特别是用于限制中心为球型铰链的二维快速反射镜绕中心轴回转的装置。
背景技术
文献“申请号为CN 101840052A的中国发明专利”公开了一种中心采用调心球轴承作为连接副实现镜体二维转动的快速反射镜。该发明结构简单、承载能力强，对于振动、冲击等动态工作环境具有较强的适应性。但是，由于驱动元件直线音圈电机固有工作间隙m的存在，使得快速反射镜运动部分在绕Z轴回转的自由度没有约束，进而限制了快速反射镜重复精度的提高。若采用普通挡块对此自由度进行约束，将对运动部分绕X轴、Y轴的回转运动产生干涉。
发明内容
为了解决现有二维快速反射镜运动部分绕Z轴回转自由度无约束的问题，本发明提供了一种二维快速反射镜用柔性防转机构，该机构包括镜座、四个直线音圈电机、基座、柔性弹片和球型铰链，镜座通过球型铰链与基座连接，直线音圈电机由线圈和磁座两部分组成，线圈固定在基座上与基座组成不动部分，磁座固定在镜座上与镜座组成运动部分，四个直线音圈电机成“十”字型分布在镜座与基座之间，X轴、Y轴上各有两个，以坐标原点O1为中心均匀分布，柔性弹片上分布有四个柔性弹片动支孔和四个柔性弹片静支孔，柔性弹片动支孔与柔性弹片静支孔交错分布，其中相邻的两个柔性弹片静支孔与之间的一个柔性弹片动支孔位于同一个圆上，且两个柔性弹片静支孔的连线通过圆心，其间的一个柔性弹片动支孔位于两个柔性弹片静支孔连线的中垂线上，镜座上的四个柔性弹片动支柱与四个柔性弹片动支孔连接，基座上的四个柔性弹片静支柱与四个柔性弹片静支孔连接，将柔性弹片固定在镜座与基座之间，柔性弹片的几何中心P与球型铰链的旋转中心O重合。
本发明的有益效果是：在通过球型铰链实现了快速反射镜运动部分与不动部分之间运动副连接的基础上，采用柔性弹片防转机构对快速反射镜运动部分与不动部分之间进行了二次柔性连接，在不干涉运动部分绕X轴、Y轴的≤±30′偏转的前提下，限制了运动部分绕Z轴转动的自由度。从根本上保证了快速反射镜高频往复运动的重复精度，并且大幅度提高了***的工作可靠性及其断电状态下的稳定性。
附图说明
图1为本发明所述的一种二维快速反射镜用柔性防转机构的组成结构图；
图2为本发明所述的一种二维快速反射镜用柔性防转机构的A-A向剖视图；
图3为本发明所述的一种二维快速反射镜用柔性防转机构的B-B向剖视图；
图4为本发明所述的一种二维快速反射镜用柔性防转机构中的柔性弹片的结构图。
图中，1-镜座；2-直线音圈电机；3-基座；4-柔性弹片；5-球型铰链；6-柔性弹片动支柱；7-柔性弹片静支柱；8柔性弹片动支孔；9-柔性弹片静支孔。
具体实施方式
如图1-3所示，一种二维快速反射镜用柔性防转机构，该机构包括镜座1、四个直线音圈电机2、基座3、柔性弹片4和球型铰链5，基座1通过球型铰链5与基座3连接，直线音圈电机2由线圈和磁座两部分组成，线圈固定在基座3上与线圈3组成不动部分，磁座固定在镜座1上与镜座1组成运动部分，四个直线音圈电机2成“十”字型分布在镜座1与基座3之间，X轴、Y轴上各有两个，以坐标原点O1为中心均匀分布，柔性弹片4上分布有四个柔性弹片动支孔8和四个柔性弹片静支孔9，镜座上的四个柔性弹片动支柱6与四个柔性弹片动支孔8连接，基座上的四个柔性弹片静支柱7与四个柔性弹片静支孔9连接，将柔性弹片4固定在镜座1与基座3之间，柔性弹片的几何中心P与球型铰链5的旋转中心O重合。
如图4所示，柔性弹片动支孔8与柔性弹片静支孔9交错分布，其中相邻的两个柔性弹片静支孔9与之间的一个柔性弹片动支孔8位于同一个圆上，且两个柔性弹片静支孔9的连线通过圆心，其间的一个柔性弹片动支孔8位于两个柔性弹片静支孔9连线的中垂线上。
本发明利用柔性弹片的固有刚性对二维快速反射镜绕Z轴转动的自由度进行约束，通过柔性弹片的弹性实现快速反射镜运动部分绕X轴、Y轴进行≤±30′回转，弹片几何中心与快速反射镜球型铰链的中心重合，此柔性弹片防转机构在保证了中心为球型铰链刚性承载式快速反射镜高的承载能力和对振动、冲击等动态工作环境强的适应性的前提下，提高了快速反射镜的整体工作精度和可靠性及其在断电状态下的稳定性。
本发明中的柔性弹片采用锡青铜或不锈钢材料，不仅保证了弹片具有足够的弹性，而且不受音圈电机磁场的影响。

Claims (2)

1.一种二维快速反射镜用柔性防转机构，该机构包括镜座(1)、四个直线音圈电机(2)、基座(3)、柔性弹片(4)和球型铰链(5)，所述镜座(1)通过球型铰链(5)与基座(3)连接，直线音圈电机(2)由线圈和磁座两部分组成，线圈固定在基座(3)上与基座(3)组成不动部分，磁座固定在镜座(1)上与镜座(1)组成运动部分，四个直线音圈电机(2)成“十”字型分布在镜座(1)与基座(3)之间，X轴、Y轴上各有两个，以坐标原点O1为中心均匀分布，其特征在于：柔性弹片(4)上分布有四个柔性弹片动支孔(8)和四个柔性弹片静支孔(9)，镜座(1)上的四个柔性弹片动支柱(6)与四个柔性弹片动支孔(8)连接，基座(3)上的四个柔性弹片静支柱(7)与四个柔性弹片静支孔(9)连接，将柔性弹片(4)固定在镜座(1)与基座(3)之间，柔性弹片(4)的几何中心P与球型铰链(5)的旋转中心O重合。
2.根据权利要求1所述一种二维快速反射镜用柔性防转机构，其特征在于：所述柔性弹片动支孔(8)与柔性弹片静支孔(9)交错分布，其中相邻的两个柔性弹片静支孔(9)与之间的一个柔性弹片动支孔(8)位于同一个圆上，且两个柔性弹片静支孔(9)的连线通过圆心，其间的一个柔性弹片动支孔(8)位于两个柔性弹片静支孔(9)连线的中垂线上。
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