一种多自由度宏动微动相结合的快速反射镜系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种多自由度宏动微动相结合的快速反射镜系统，主要包括：三自由度调节台、俯仰轴调节装置、微动调节组件和反射镜组件，所述反射镜组件通过所述俯仰轴调节装置与所述三自由度调节台实现四个自由度的宏动调节，通过所述微动调节组件实现两个自由度的微动调节，所述俯仰轴调节装置的固定端与活动端分别连接三自由度调节台和所述微动调节组件，微动调节组件包含多个微驱动单元和位移传感器，采用环形对称布置以便于角度解算，并在驱动的同时通过位移传感器进行反馈调节，所述反射镜组件固定于微动调节组件上，本装置采用宏动与微动结合的方式，在保证反射镜的高分辨率与高精度定位的同时，扩大反射镜的工作范围。围。围。

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度宏动微动相结合的快速反射镜系统


[0001]本技术属于精密光机结构设计领域，具体涉及一种多自由度宏动微动相结合的快速反射镜系统。

技术介绍

[0002]快速反射镜是近年发展起来的一种用于精密跟踪的器件,用以控制发射和调整并稳定光学系统视轴或光束指向,快速反射镜工作于光源或接收器与目标之间,由压电或音圈电机驱动精确控制光束偏转角度达到视轴稳定或扫描补偿等目的，由于其具有结构紧凑、响应速度快、工作带宽高﹑指向精度高等优点,已经成功应用于天文望远镜、自适应光学、空间激光通信以及激光武器等领域,成为光学系统中稳定光束与校正光束传播方向的关键性器件。
[0003]采用一个或多个音圈电机来驱动是当前快速反射镜系统的主要驱动方式之一，其优点是行程大且在输出位移的时候不存在摩擦和碰撞，不足之处在于驱动力小而且容易受到周围磁场干扰造成驱动力不稳定，反射镜系统的工作范围是其重要指标之一，大部分快速反射镜系统为了保证系统有更好的响应性能，追求在角度调节时更加精确，快速反射镜的转角范围往往比较小（多为分级），限制了其应用场合。
[0004]综上所述，设计一种结构简单，安装方便，能够实现多自由度，大范围调节，同时具有高分辨率、高精度优点的快速反射镜装置目前需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]本技术设计一种多自由度宏动微动相结合的快速反射镜系统，在保证响应性能好，角度调节精确，分辨率高的前提下扩大工作范围。
[0006]为解决所述问题达到目的，本技术技术方案具体如下：
[0007]所述一种多自由度宏动微动相结合的快速反射镜系统主要包括三自由度调节台、俯仰轴调节装置、微动调节组件和反射镜组件，所述俯仰轴调节装置分为固定端与活动端，其固定端通过螺钉固定在所述三自由度调节台上，其活动端通过螺钉与所述微动调节组件相连，所述反射镜组件通过螺钉固定于所述微动调节组件上。
[0008]所述俯仰轴调节装置主要包括支撑座、支撑板与电机，所述电机安装于所述支撑座侧面，所述支撑板安装于所述支撑座上，并可在电机的带动下转动。
[0009]所述三自由度调节台主要包括Z向旋转台、X
‑
Y位移台与锁紧装置，用于实现装置的三维运动，所述Z向旋转台呈圆形位于最下层，其上连接所述X
‑
Y位移台，X
‑
Y位移台可随Z向旋转台进行旋转，在Z向旋转台外侧装有锁紧装置
[0010]所述微动调节组件主要包括微驱动单元、位移传感器和万向球铰，所述微驱动单元与所述位移传感器均为四个，以万向球铰为中心，间隔90
°
环状分布且两两对应，所述位移传感器位于内侧并靠近微驱动单元。
[0011]所述微驱动单元主要包括压电驱动器、桥式位移放大机构、预紧螺钉和万向柔性
铰链，所述压电驱动器放置于桥式放大机构内，所述预紧螺钉固定于桥式放大机构一侧并预紧压电驱动器，所述万向柔性铰链两端分别连接桥式放大机构的输出端与反射镜组件的镜托
[0012]所述反射镜组件主要包括镜托与反射镜，镜托呈十字形，通过四个压块将反射镜固定于所述镜托上。
[0013]该技术的优点如下：
[0014]本技术提供的一种多自由度宏动微动相结合的快速反射镜系统，通过将宏动调节与微动调节相结合的驱动方式来扩大反射镜组件的工作范围，其中三自由度调节台可以实现X
‑
Y面上的平动与绕Z轴的转动，俯仰轴调节装置可实现俯仰角调节；微动调节装置以万向球铰为中心，通过环形对称布置的微驱动单元与位移传感器实现反射镜组件的微动调节与反馈控制，使用四个位移传感器实时反馈位移信号，使其具有角度调节精确，分辨率高的优点，在保证响应性能好的同时，便于角度解算，更容易实现对角度的控制。
附图说明
[0015]图1为本技术的总体结构示意图；
[0016]图2为本技术的三自由度调节台结构示意图；
[0017]图3为本技术的俯仰轴调节装置结构示意图；
[0018]图4为本技术的微动调节组件结构示意图；
[0019]图5为本技术的微驱动单元结构示意图；
[0020]图6为本技术中的反射镜组件结构示意图；
[0021]附图标记：
[0022]三自由度调节台1、俯仰轴调节装置2、微动调节组件3、反射镜组件4、Z向旋转台101、X
‑
Y位移台102、锁紧装置103、支撑座201、电机202、支撑板203、万向球铰301、微驱动单元302、位移传感器303、桥式位移放大机构3021、压电驱动器3022、预紧螺钉3023、万向柔性铰链3024、反射镜401、镜托402。
具体实施方式
[0023]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了﹐下面结合具体实施方式并参照附图,对本技术进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本技术的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本技术的概念。
[0024]以下结合附图对本使用新型作进一步详细说明。
[0025]如图1所示，本技术提出一种三自由度宏动微动相结合的快速反射镜系统，主要包括三自由度调节台1、俯仰轴调节装置2、微动调节组件3反射镜组件4，所述三自由度调节台1主要用于实现宏观的X
‑
Y面上的平动与绕z轴的转动，所述俯仰轴调节装置2固定于三自由度调节台1上，并通过电机202调整所述反射镜组件4的俯仰角度，所述微动调节组件3通过螺钉固定于俯仰轴调节装置2，所述反射镜组件4固定于微动调节组件3上，并通过微动调节组件3实现反射镜401的微动调节，通过将宏动调节与微动调节相结合，使系统在保证响应性能好，角度调节精确，分辨率高的前提下扩大行程和工作范围。
[0026]如图2所示，所述三自由度调节台1主要包括X
‑
Y位移台102、Z向旋转台101与锁紧装置103，所述X
‑
Y位移台102与Z向旋转台101分别用于实现X
‑
Y平面上的平动与Z方向的转动，所述Z向旋转台101安装有锁紧装置103。
[0027]如图3所示，所述俯仰轴调节装置2主要包括支撑座201、电机202和支撑板203，所述支撑座203固定于三自由度调节台1上，所述电机202安装于支撑座201一侧，所述支撑板203安装于支撑座201上，并在电机202的带动下实现俯仰角度的调节。
[0028]如图4所示，所述微动调节组件3主要包括位移传感器303、微驱动单元302与万向球铰301，所述微驱动单元302与所述位移传感器303均为四个，以万向球铰301为中心，间隔90
°
环状分布且两两对应，所述微驱动单元302两端分别连接支撑板203与反射镜组件4，并电信号的控制下输出位移，带动反射镜组件4以万向球铰301为中心转动，四个微驱动单元302相互配合实现反射镜组件4的两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多自由度宏动微动相结合的快速反射镜系统，其特征在于：所述一种多自由度宏动微动相结合的快速反射镜系统主要包括三自由度调节台、俯仰轴调节装置、微动调节组件和反射镜组件，所述俯仰轴调节装置可分为固定端与活动端，其固定端通过螺钉固定在所述三自由度调节台上，其活动端通过螺钉与所述微动调节组件相连，所述反射镜组件固定于微动调节组件上。2.根据权利要求1所述的一种多自由度宏动微动相结合的快速反射镜系统，其特征在于：所述俯仰轴调节装置主要包括支撑座、支撑板与电机，所述电机安装于所述支撑座侧面，所述支撑板安装于所述支撑座上，并可在电机的带动下转动。3.根据权利要求1所述的一种多自由度宏动微动相结合的快速反射镜系统，其特征在于：所述三自由度调节台主要包括Z向旋转台、X
‑
Y位移台与锁紧装置，所述Z向旋转台呈圆形位于最下层，其上连接所述X
‑
Y位移台，X
‑
Y位移台...

【专利技术属性】
技术研发人员：张吉浩，赵慧博，谷岩，林洁琼，张森，周伟东，林文基，于炳金，韩超光，冯继通，李震，徐梓苏，许兴旺，谭鸿强，张芷瑞，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：新型
国别省市：