The deflection mirror device and method of rotation center and the center of the mirror overlap, the device includes a mounting asymmetric polygon on the base of control group X and the driving shaft deflection of piezoelectric ceramics, the installation of non symmetric polygon group on the base and a driving shaft deflection control of Y piezoelectric ceramics, flexible hinge connected with Taiwan asymmetric polygon mirror supporting the X axis and Y axis direction of the support beam, and mirror mirror; piezoelectric ceramics are divided into two groups, using differential way to drive the same group of piezoelectric ceramics, can realize the corresponding single axis rotation shift, and drive four piezoelectric ceramics can be realized biaxial deflection mirror control; the invention uses asymmetric stiffness asymmetric polygon structure embedded in the piezoelectric ceramics, the linear displacement output of the piezoelectric ceramics into mirror deflection required, so that the anti When the lens is deflected, the eccentric shaft intersects the reflector surface, thereby reducing the optical path control error caused by the translation of the mirror surface, and the device has the advantages of compact structure and easy processing and implementation.
【技术实现步骤摘要】
一种转动中心与镜面中心重合的偏转反射镜装置及方法
本专利技术涉及一种光路控制反射镜装置及其实施方法,具体为一种转动中心与镜面中心重合的偏转反射镜装置及方法。
技术介绍
近年来,随着航天工程、生物技术、微电子信息等行业的不断发展,天文望远镜、显微镜、高能激光加工设备等精密光学系统在其中的应用日益广泛,因此对精密光路控制提出了更高的使用需求,具体在光路的跟踪瞄准、抖动抑制等方面都提出了更高的使用需求。压电陶瓷作为一种能够提供微位移的精密驱动功能材料在高精度光学反射镜装置中有越来越重要的应用;而目前所应用的绝大多数压电陶瓷驱动偏转镜,其镜面转动的偏转中心与反射镜的几何型心并不重叠,这种偏差是这些偏转镜结构形式所必然导致的,并不能通过提高加工、装配工艺来消除,因此对于转动中心与镜面中心重合的偏转反射镜仍然有待进一步研究设计。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的问题,消除转动中心与镜面中心不重合所造成的光路控制误差,本专利技术的目的在于提供一种转动中心与镜面中心重合的偏转反射镜装置及方法,使用压电陶瓷对反射镜装置进行驱动,利用刚度不对称的多边形,产生偏转中心位于反射镜面上的亚微弧度分辨率镜面偏角输出,同时,该装置还具有偏转响应速度快,体积小,结构紧凑的特点。为达到上述目的,本专利技术所采用的技术方案是:一种转动中心与镜面中心重合的偏转反射镜装置,包括底座1,安装在底座1上的第一非对称多边形2‐1、第二非对称多边形2‐2、第三非对称多边形2‐3和第四非对称多边形2‐4,竖直安装于第一非对称多边形2‐1内部的第一驱动压电陶瓷3‐1,竖直安装于第二非对称多边形2‐2内部 ...
【技术保护点】
一种转动中心与镜面中心重合的偏转反射镜装置,其特征在于:包括底座(1),安装在底座(1)上的第一非对称多边形(2‐1)、第二非对称多边形(2‐2)、第三非对称多边形(2‐3)和第四非对称多边形(2‐4),竖直安装于第一非对称多边形(2‐1)内部的第一驱动压电陶瓷(3‐1),竖直安装于第二非对称多边形(2‐2)内部的第二驱动压电陶瓷(3‐2),竖直安装于第三非对称多边形(2‐3)内部的第三驱动压电陶瓷(3‐3),竖直安装于第四非对称多边形(2‐4)内部的第四驱动压电陶瓷(3‐4),与第一非对称多边形(2‐1)上端链接的第一柔性铰链(4‐1),与第二非对称多边形(2‐2)上端连接的第二柔性铰链(4‐2),与第三非对称多边形(2‐3)上端连接的第三柔性铰链(4‐3),与第四非对称多边形(2‐4)上端连接的第四柔性铰链(4‐4),与第一柔性铰(4‐1)和第二柔性铰(4‐2)连接的X方向支撑梁(5),与第三柔性铰(4‐3)和第四柔性铰(4‐4)连接的Y方向支撑梁(6),与X方向支撑梁(5)和Y方向支撑梁(6)连接的反射镜支撑平台(7),与反射镜支撑平台(7)连接的反射镜(10);第一非对称多边形 ...
【技术特征摘要】
1.一种转动中心与镜面中心重合的偏转反射镜装置,其特征在于:包括底座(1),安装在底座(1)上的第一非对称多边形(2‐1)、第二非对称多边形(2‐2)、第三非对称多边形(2‐3)和第四非对称多边形(2‐4),竖直安装于第一非对称多边形(2‐1)内部的第一驱动压电陶瓷(3‐1),竖直安装于第二非对称多边形(2‐2)内部的第二驱动压电陶瓷(3‐2),竖直安装于第三非对称多边形(2‐3)内部的第三驱动压电陶瓷(3‐3),竖直安装于第四非对称多边形(2‐4)内部的第四驱动压电陶瓷(3‐4),与第一非对称多边形(2‐1)上端链接的第一柔性铰链(4‐1),与第二非对称多边形(2‐2)上端连接的第二柔性铰链(4‐2),与第三非对称多边形(2‐3)上端连接的第三柔性铰链(4‐3),与第四非对称多边形(2‐4)上端连接的第四柔性铰链(4‐4),与第一柔性铰(4‐1)和第二柔性铰(4‐2)连接的X方向支撑梁(5),与第三柔性铰(4‐3)和第四柔性铰(4‐4)连接的Y方向支撑梁(6),与X方向支撑梁(5)和Y方向支撑梁(6)连接的反射镜支撑平台(7),与反射镜支撑平台(7)连接的反射镜(10);第一非对称多边形(2‐1)与第二非对称多边形(2‐2)关于YOZ平面镜像,第三非对称多边形(2‐3)与第四非对称多边形(2‐4)关于XOZ平面镜像,四个非对称多边形中靠结构外侧的连接梁刚度小于靠结构内侧的连接梁刚度。2.根据权利要求1所述的一种转动中心与镜面中心重合的偏转反射镜装置,其特征在于:使用第一非对称多边形(2‐1)、第二非对称多边形(2‐2)、第三非对称多边形(2‐3)、第四非对称多边形(2‐4)约束其内驱动压电陶瓷,利用非对称多边形不对称的刚度特性,将驱动压电陶瓷输出的直线位移转变为围绕镜面中心的偏转运动。3.根据权利要求1所述的一种转动中心与镜面中心重合的偏转反射镜装置,其特征在于:所述第一非对称多边形(2‐1)、第二非对称多边形(2‐2)、第三非对称多边形(2‐3)和第四非对称多边形(2‐4)通过改变其所属柔性铰,以及内外侧连接梁的角度与厚度实现其刚度不对称,从而使偏转轴与镜面共面。4.根据权利要求1所述的一种转动中心与镜面中心重合的偏转反射镜装置,其特征在于:所述第一柔性铰(4‐1)与第二柔性铰(4‐2)在Y轴方向上的厚度比X轴方向上的厚度薄,能够跟随反射镜支撑平台(7)、X方向支撑梁(5)及Y方向支撑梁(6)围绕Y轴的偏转而变形;所述第三柔性铰(4‐3)与第四柔性铰(4‐4)在X轴方向上的厚度比Y轴方向上的厚度薄,能够跟随反射镜支撑平台(7)、X方向支撑梁(5)及Y方向支撑梁(6)围绕X轴的偏转而变形。5.根据权利要求1所述的一种转动中心与镜面中心重合的偏转反射镜装置,其特征在于:所述第一非对称多边形(2‐1)、第二非对称多边形(2‐2)、第三非对称多边形(2‐3)和第四非对称多边形(2‐4)结构相同;其中,第三非对称多边形(2‐3)中:第三外侧下部柔性铰(2‐31)、第三外侧上部柔性铰(2‐32)、第三内侧上部柔性铰(2‐33)和第三内侧下部柔性铰(2‐...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋思扬,邵恕宝,徐明龙,张舒文,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西,61
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