本发明专利技术公开一种大口径精密光束指向装置，包括基板、大口径反射镜及驱动组件，大口径反射镜的背面通过两自由度轴承支承于基板上，驱动组件安装于基板上，驱动组件的驱动端与大口径反射镜相连并可带动所述大口径反射镜在两个自由度上运动。本发明专利技术可满足大幅面稳像应用需求，明显提高稳定精度，大大简化加工和装配过程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及到摄像稳定器领域，具体涉及一种大口径精密光束指向装置。
技术介绍
摄像稳定器系统也称为光电稳定平台系统，其利用惯性稳定原理，隔离载体运动引起的摄像机视线扰动，减少成像模糊，提高在运动载体上进行摄像时的成像质量。当需要在运动的车辆、飞机以及舰船等自身姿态运动的载体上进行高清摄像时，如果将摄像机刚性固联在载体上，载体姿态运动将会带动摄像机共同运动，导致摄像机视线不断晃动，无法拍摄稳定清晰的图像。为了解决这一问题，通常在载体上架设摄像稳定器系统，将摄像机安装在稳定器系统上，减少载体姿态运动对高清摄像的影响。传统的摄像稳定器直接稳定摄像机本身，将摄像机架设在基于直流伺服电机驱动的二维转台上，转动惯量大，轴承摩擦与间隙难以消除，使得系统的带宽与精度难以提高，画面稳定度受到制约。且转台上的轴承需要润滑，润滑剂容易污染镜片，导致这种结构很难适应低温、真空、强辐射等恶劣条件下的使用要求。因而，一种复合稳定技术应运而生，这种复技术将摄像机直接稳定改进为摄像机稳定加二级视线稳定的复合稳定方式，使得画面稳定程度大大提高。但现有技术存在以下问题:一是现有光圈精密指向装置主要用于小口径的光束指向操作，不适合大幅面稳像应用需求；二是光圈精密指向装置轴承的摩擦与润滑问题均没有解决，限制了其带宽、精度与可靠性。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于:针对现有技术存在的问题，提供结果简单紧凑、可满足大幅面稳像应用需求、稳定精度高的一种大口径精密光束指向装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案: 本专利技术提供一种大口径精密光束指向装置，包括基板、大口径反射镜及驱动组件，所述大口径反射镜的背面通过两自由度轴承支承于基板上，所述驱动组件安装于基板上，所述驱动组件的驱动端与大口径反射镜相连并可带动所述大口径反射镜在两个自由度上运动。作为本专利技术的进一步改进，所述驱动组件包括四个音圈驱动电机，所述四个音圈驱动电机均布于两自由度轴承的四周、且两两串联驱动。作为本专利技术的进一步改进，所述音圈驱动电机的定子安装于基板上，所述音圈驱动电机驱动端的动子通过法兰与大口径反射镜相连。作为本专利技术的进一步改进，所述两自由度轴承为柔性轴承，且由一整块金属材料线切割加工而成。作为本专利技术的进一步改进，所述基板还安装有传感组件，所述传感组件包括相连的传感器动子和传感器定子，所述传感器定子安装于基板上，所述传感器动子安装于大口径反射镜上。作为本专利技术的进一步改进，还包括控制组件，所述控制组件包括信号调理单元、AD转换单元、DSP控制器、DA转换单元、功率放大单元、CAN总线接口单元，所述控制组件用于将传感组件的检测信息转化传输给驱动组件以实施对大口径反射镜转角控制。作为本专利技术的进一步改进，所述控制组件还包括电源变换单元，所述电源变换单元为宽电压型DC-DC变换电路以用于对输入电源进行滤波与隔离后，变换为控制组件需要的直、交流二次电源。作为本专利技术的进一步改进，所述大口径反射镜的基体为金属铝材质。与现有技术相比，本专利技术的优点在于: 1、本专利技术的大口径光束精密指向装置，采用大口径轻质金属平面镜与音圈电机驱动组件、两自由度轴承、传感组件融为一体，加工方便装配简单，无摩擦、无间隙、无需润滑，相同成本下稳定精度明显提尚; 2、本专利技术的大口径光束精密指向装置，大幅提高了快速反射镜的通光孔径，使之尤其适合动载体条件下的大幅面二级复合摄像稳定系统应用需求； 3、本专利技术的大口径光束精密指向装置，采用CAN总线DSP嵌入式控制板，实现了该类装置的CAN网络控制；使用简便，可靠性高，电磁兼容性好，环境适应性强；可广泛应用于动基座条件下的大幅面超精密稳像、空间激光通信、激光雷达、自适应光学补偿、激光对准等领域。【附图说明】图1是本专利技术的大口径光束精密指向装置在实施例中的立体结构原理示意图。图2是本专利技术的大口径光束精密指向装置在实施例中的分解结构原理示意图。图3是本专利技术在实施例中的大口径反射镜的背面结构原理示意图。图4是本专利技术在实施例中两自由度轴承和音圈驱动电机的安装原理示意图。图5是本专利技术的在实施例中的传感组件的结构原理示意图。图6是本专利技术的大口径光束精密指向装置在实施例中的电路控制原理示意图。图例说明: 1、大口径反射镜；2、两自由度轴承；3、定子；4、动子；5、传感器动子；6、传感器定子；7、基板；8、信号调理单元；9、AD转换单元；10、DSP控制器；11、DA转换单元；12、功率放大单元；13、CAN总线接口单元；14、电源变换单元；15、目标跟踪器；16、嵌入式DSP控制板。【具体实施方式】以下结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步详细说明。如图1至图6所示，本专利技术提供一种大口径精密光束指向装置，包括基板7、大口径反射镜I及驱动组件，大口径反射镜I的背面通过两自由度轴承2支承于基板7上，驱动组件安装于基板7上，驱动组件的驱动端与大口径反射镜I相连并可带动大口径反射镜I在两个自由度上运动。在本实施例中，驱动组件包括四个音圈驱动电机，四个音圈驱动电机均布于两自由度轴承2的四周、且两两串联驱动。具体实施时，两两串联驱动的音圈驱动电机一推一拉，分别输出沿输出轴X和Y轴的力偶，推动大口径反射镜I绕X轴和Y轴发生偏转运动。如图4所示，在本实施例中，音圈驱动电机的定子3安装于基板7上，音圈驱动电机驱动端的动子4通过法兰与大口径反射镜I相连。两自由度轴承2为柔性轴承，且由一整块金属材料线切割加工而成。其主要作用有两个:一是对大口径反射镜I的运动起到支撑作用，构成弹性回转运动副；二是将音圈驱动电机的直线运动转换为绕输出轴的回转运动。如图5所示，在本实施例中，基板7还安装有传感组件，传感组件包括相连的传感器动子5和传感器定子6，传感器定子6安装于基板7上，传感器动子5安装于大口径反射镜I上。<当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大口径精密光束指向装置，其特征在于，包括基板（7）、大口径反射镜（1）及驱动组件，所述大口径反射镜（1）的背面通过两自由度轴承（2）支承于基板（7）上，所述驱动组件安装于基板（7）上，所述驱动组件的驱动端与大口径反射镜（1）相连并可带动所述大口径反射镜（1）在两个自由度上运动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：范世珣，范大鹏，翟德德，熊飞湍，洪华杰，张智永，张连超，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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