CN108761772A - 一种类镜框安装的框架式电调镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种类镜框安装的框架式电调镜。它包括反射镜、内框架、外框架、立柱、基座、步进电机、螺旋传动组件和柔性铰链。反射镜安装于内框架内，内框架与外框架相连，外框架与立柱相连，立柱固定连接在基座上，基座是电调镜的安装基准。内框架相对于外框架、外框架相对于立柱均可绕旋转轴旋转，且两旋转轴正交。步进电机、螺旋传动组件和柔性铰链构成一组驱动组件，驱动内、外框架的旋转。驱动组件和作为电调镜安装基准的基座全部位于反射镜入射面的背部方向，电调镜整体安装形式类似传统镜框。可用于替代手动调整的传统镜框，满足反射镜二维偏转的电动调整需求。
Description
技术领域
本发明涉及光束控制技术领域，具体涉及一种用于光束二维偏转调整的类镜框安装的框架式电调镜。
背景技术
在光学***中，为了精确调整光束的传播方向，需要对反射镜的二维偏转角度进行调整。当这些反射镜应用在某些特定场合，譬如图1所示，又需要反射镜能够像传统镜框式安装。两维快速反射镜可以实现光束的快速、动态调整，也可以实现传统镜框式安装。但是，一方面，以音圈电机或压电陶瓷为驱动元件的快速反射镜，无法实现位置的自锁；另一方面，在无需快速高频校正光束方向的场合，快速反射镜的应用也是一种资源的浪费。公开号为“CN106773022A”的中国专利，公开了一种二维电调镜装置，它采用步进电机作为驱动器，并且连接副、驱动器等均布置于反射镜背部方向，是传统镜框安装场合下非快速、动态光束二维自动调整的一种有效解决方案。但是，其选择关节轴承作为旋转的连接副，并且驱动部件和反射镜部件之间依赖弹簧压紧，结构整体的刚度不会太好。
发明内容
为了克服快速反射镜无法位置自锁且制造成本高的不足，并满足二维自动调整反射镜可像传统镜框式安装的需求，本发明提供了一种框架式的电调镜，结构简单且整体刚度较高。
本发明所采用的技术方案是：一种类镜框安装的框架式电调镜，它包括反射镜、内框架、外框架、立柱、基座、旋转电机、螺旋传动组件和柔性铰链；反射镜安装于内框架内，内框架与外框架相连，外框架与立柱相连，立柱固定连接在基座上，基座是电调镜的安装基准。内框架相对于外框架、外框架相对于立柱均可绕旋转轴旋转，且两旋转轴正交。旋转电机、螺旋传动组件和柔性铰链构成一组驱动组件，在内框架和基座、外框架与基座之间，分别有驱动组件相连，实现内框架、外框架旋转的驱动。所述螺旋传动组件通过驱动螺纹副将旋转电机的旋转运动转化为直线运动，其固定部分和旋转电机均与基座相连，运动部分通过柔性铰链与内框架或外框架相连，驱动螺纹副的螺纹升角满足自锁条件。驱动组件和作为电调镜安装基准的基座全部位于反射镜反射面的背部方向。
其中，旋转电机一般为步进电机。
其中，内框架、外框架的驱动可以通过角度或位移测量组件实现驱动位置闭环。
其中，内框架与基座、外框架与基座之间的驱动组件可仅布置在旋转轴的一侧，也可以布置在旋转轴的两侧。
其中，立柱与基座可以是一体件。
本发明的有益效果是：
1、满足二维自动调整反射镜可像传统镜框式安装的需求，并可以实现位置自锁，特别适于无需快速高频校正光束方向的光学***内特定安装场合的应用。
2、整体采用框架式结构，并且旋转部分和固定部分通过驱动组件固连，旋转精度和整体刚度较高，具有良好的加工和装配工艺性。
附图说明
图1为传统镜框式安装的反射镜。
图2为类镜框安装的框架式电调镜第一个实施例的三维轴测图。
图3为类镜框安装的框架式电调镜第一个实施例的局部二维纵剖面图。
图4为图3的Ⅰ-Ⅰ剖视图。
图5为图3的Ⅱ-Ⅱ剖视图。
图6为类镜框安装的框架式电调镜第二个实施例的三维轴测图。
图7为类镜框安装的框架式电调镜第二个实施例的局部二维纵剖面图。
图8为图7的Ⅲ-Ⅲ剖视图。
图9为类镜框安装的框架式电调镜第三个实施例的三维轴测图。
图10为类镜框安装的框架式电调镜第三个实施例的局部二维纵剖面图。
图11为图10的Ⅳ-Ⅳ剖视图。
图中1.反射镜，2.内框架，3.外框架，4.立柱，5.柔性铰链，6.螺旋传动组件，7.基座，8.步进电机，9.反射镜压块，10.外框架铜轴套，11.外框架连接轴，12.内框架铜轴套，13.内框架连接轴，14.位移测量组件，15.读数头安装座，16.读数头，17.光栅尺，18.光栅尺安装块。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明进一步说明。
如图2至图5所示，本实施例由反射镜1，内框架2，外框架3，立柱4，柔性铰链5，螺旋传动组件6，基座7和步进电机8等组成。反射镜1通过镜框压块9固定在内框架2内，内框架2两端加工有共轴线的圆孔，此轴线为内框架2的旋转轴，两处圆孔分别通过内框架铜轴套12和内框架旋转轴13与外框架3相连。其中，内框架铜轴套12与内框架2固定连接，内框架旋转轴13与外框架3固定连接。外框架3同样两端加工有共轴线的圆孔，此轴线为外框架3的旋转轴，两处圆孔分别通过外框架铜轴套10和外框架旋转轴11与立柱4相连。其中，外框架铜轴套10与外框架3固定连接，外框架旋转轴11与立柱4固定连接。内框架2、外框架3的旋转轴线正交。两处立柱4固定在基座7上。步进电机8、螺旋传动组件6和具有二维偏转及平移柔性的柔性铰链5构成一组驱动组件。在内框架2与基座7、外框架3与基座7之间，分别有一组驱动组件连接。两组驱动组件的步进电机8按控制脉冲数旋转，螺旋传动组件6将步进电机的旋转运动转换为对内框架2或外框架3的直线推拉作用，从而实现反射镜的二维偏转调整。柔性铰链5具有两维的偏转及平移柔度，大大降低了对装配对称度的要求。驱动组件和作为电调镜安装基准的基座7全部位于反射镜1反射面的背部方向，在安装基准平面与反射镜反射平面平行且位于反射平面后方的传统镜框安装场合，具有较好的替代性。
图6至图8所示的实施例2中，在实施例1的基础上，每一组驱动组件增加了位移测量组件14。所述位移测量组件14包括读数头安装座15、读数头16、光栅尺17和光栅尺安装块18。其中，光栅尺安装块18通过螺钉固定连接在螺旋传动组件6的直线运动部分上，光栅尺17粘接在光栅尺安装块18上，读数头安装座15固定连接在基座7上，读数头16安装在读数头安装座15上。
图9至图11所示的实施例3中，在实施例2的基础上将内框架2、外框架3的一处驱动组件均扩展为一对，每对驱动组件关于对称中心对称布置，且每对驱动组件的步进电机8同步控制，采用一处位移测量组件14作为驱动位置闭环的反馈，另一处位移测量组件14备用，也可用于同步控制精度的监测。
本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似的结构，而得到的其他结构设计，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种类镜框安装的框架式电调镜，其特征在于：它包括反射镜(1)、内框架(2)、外框架(3)、立柱(4)、基座(7)、旋转电机(8)、螺旋传动组件(6)和柔性铰链(5)；反射镜(1)安装于内框架(2)内，内框架(2)与外框架(3)相连，外框架(3)与立柱(4)相连，立柱(4)固定连接在基座(7)上；内框架(2)相对于外框架(3)、外框架(3)相对于立柱(4)均可绕旋转轴旋转，且两旋转轴正交；步进电机(8)、螺旋传动组件(6)和柔性铰链(5)为一组驱动组件，在内框架(2)和基座(7)、外框架(3)与基座(7)之间，分别有驱动组件相连；螺旋传动组件(6)通过驱动螺纹副将步进电机(8)的旋转运动转化为直线运动，其固定部分和步进电机(8)均与基座(7)相连，运动部分通过柔性铰链(5)与内框架(2)或外框架(3)相连，驱动螺纹副的螺纹升角满足自锁条件；驱动组件和作为电调镜安装基准的基座(7)全部位于反射镜(1)反射面的背部方向。
2.根据权利要求1所述的类镜框安装的框架式电调镜，其特征在于：步进电机(8)一般为步进电机。
3.根据权利要求1所述的类镜框安装的框架式电调镜，其特征在于：内框架(2)、外框架(3)的驱动可以通过角度或位移测量组件(14)实现驱动位置闭环。
4.根据权利要求1所述的类镜框安装的框架式电调镜，其特征在于：内框架(2)与基座(7)、外框架(3)与基座(7)之间的驱动组件可仅布置在旋转轴的一侧，也可以布置在旋转轴的两侧。
5.根据权利要求1所述的类镜框安装的框架式电调镜，其特征在于：立柱(4)与基座(7)可以是一体件。
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