采用受限转动马达的扫描仪的改进的镜子安装结构制造技术

一种用于受限转动马达系统中的镜子安装单元，该镜子安装单元（１０）包括一镜子（１２）和一锥形基底（１８），以便把镜子安装单元连接至一受限转动马达的一输出轴上。在各种实施例中，锥形基底可以是突起形的，也可以是凹入形的，镜子可以与锥形基底整体形成，锥部可以是线性的，也可以是是非线性的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及受限转动马达例如检流计，尤其涉及用于驱动光学元件(例如用来在扫描仪中对光束进行引导的镜子)的受限转动马达。受限转动马达通常包括步进马达和恒速马达。某些步进马达适用于要求以大扫描角度高速和重载循环锯齿扫描的应用场合。例如，在美国专利US6275319中公开了一种用于光栅扫描的光学扫描仪器。然而，对于某些应用，受限转动马达要求马达在两个位置之间以精确恒定的速度移动，而不是以步进且确定的锯齿方式来移动。这些应用要求到达恒定速度所需的时间尽可能短，并且要求所获得的速度的误差值尽可能小。恒速马达通常提供较大的力矩常量，并且通常包括一转子；驱动电路，用于使转子绕着一中心轴转动；以及一位置传感器，例如，转速计或位置传感器；一反馈电路，与传感器相连接，从而响应一输入信号和一反馈信号，利用驱动电路驱动转子。例如，在美国专利US5424632中公开了一种传统的两极受限转动马达。对于某些应用，理想的受限转动马达的一个要求就是这样一种系统，这种系统能改变载荷例如一镜子的角向位置，从角A改变到角B，角A和角B都位于扫描仪的角向移动范围内，并且两者都能在任意短的时间内被任意地精确限定，同时把一期望的线性速度保持在任意小的误差内。这种系统的最小反应时间和最小速度误差由这种系统的有效带宽决定。系统的带宽是伺服放大器带宽与扫描仪带宽的串联(concatenation)。例如，这种受限转动马达可以被用于各种激光扫描应用例如高速表面度量。其它的激光处理应用包括在各种材料上进行激光焊接(例如高速点焊)、表面处理、切割、钻孔、标记、微调、激光修补、快速成样，形成微型结构，或形成密集成排的毫微形结构。这种系统的处理速度通常受到镜子速度、X-Y工作台速度、材料相互作用、材料热时间常数、待处理的目标材料和区域的布局、软件性能中的一个或多个因素限制。通常，在这样的应用中，其中，一个或多个镜子速度、位置精确度、确定时间是一些限制性能的因素，扫描系统带宽的任何显著改进都可以使生产能力迅速得到改进。因此，需要有一种改进的受限转动马达系统，更具体地说，需要一种用于受限转动马达的转子，用于提供改进的带宽。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于受限转动马达系统中的镜子安装单元。这种镜子安装单元包括一镜子；一锥形基底，用于把镜子安装单元连接至一受限转动马达的一输出轴上。在各种实施例中，锥形基底可以是突起的，也可以是凹入的，镜子可以与锥形基底整体形成，锥部可以是线性的也可以是非线性的。附图说明参照附图可以进一步理解下面的描述，其中图1是根据本专利技术一实施例的用于一受限转动马达系统的一镜子和转子组件的示意图；图2是沿图1中的线2-2的镜子和转子组件的侧剖示意图；图3是图2中的侧剖示意图中一部分的放大图；图4是根据本专利技术另一实施例用于一受限转动马达系统中的一镜子和转动组件的类似于图3的侧剖示意图的一部分；图5是根据本专利技术一实施例的用于一受限转动马达系统中的一镜子安装结构的立体示意图；图6是根据本专利技术另一实施例的用于一受限转动马达系统中的一个整体的安装结构和镜子的立体示意图；图7是根据本专利技术一实施例的一受限转动马达系统的立体示意图；图8和图9是根据本专利技术另一实施例的另外一些受限转动马达系统的侧剖示意图。这些附图只是为了解释目的而表示的。具体实施例方式光学扫描应用通常需要把一镜子直接或间接地附连到一马达的轴上。例如，已采用夹具类部件来支撑镜子，并把镜子附连到轴上。也已采用一些可分离的支座-夹具结构，这些结构被设置在镜子内或镜子上。有时，镜子只被简单地粘合在轴的一横向槽内。申请人发现，通过提供改进的镜子安装结构，就可以提供具有改进带宽的受限转动马达系统。在通常情况中，希望以一种可以容易组装和/或移除的方式来附连该镜子。这对于使系统容易组装和对准以及允许把镜子更换成具有不同尺寸大小或反射率范围的镜子，或允许在现场对损坏的镜子进行更换而言是非常必要的。当然，这也是安装装置的功能，以便在把镜子安装到轴上时能确保镜子至少在垂直于镜子表面的方向上几何对准。最后，重要的结果就是，安装座本身的惯性不会损害动态应用中的系统性能，并且相对于静态系统的振动环境和冲击而言是牢固的。如图1和图2所示，根据本专利技术一实施例的一镜子安装结构10包括一横向槽，在该横向槽内可粘合、焊接或以其它固定方式连接一镜子；一锥形基底18，该锥形基底18可以被接纳在一转子输出轴14中的一锥形开口16内。如图2所示，横向槽由槽元件20和22形成。镜子安装结构10保持着在轴中具有一横向槽这样的简单性，但是它是可更换的，并且可以被牢固地连接，并且使系统增加很少或不增加惯性，镜子安装结构10还根据镜子的尺寸大小支撑镜子，并且在镜子几何对准方面具有高精度。图5中以放大的比例表示出了这种镜子安装结构10。如图5所示，基底18包括一锥角，该锥角由附图标记19表示。在某些实施例中，这种结构10还可以在一侧或两侧包括一小孔24，通过该小孔可放置一个或两个转动阻挡件25a，25b。这些转动阻挡件25a和25b可以由穿过该结构10的一单一销的两端形成，或者可以形成为两个单独的阻挡件。锥部可以是如图5所示的线性的，在其它实施例中，锥部或者可以是非线性的。利用锥形镜子安装座可以使效率提高大约25％至35％。如图4所示，根据本专利技术的另一实施例，一镜子安装结构30可在其基底38中包括一锥形开口，用于接纳一转子输出轴34的一锥形端36。这种结构30还包括一横向槽，在该横向槽中可粘合、焊接、或以其它固定方式连接一镜子32。在每个实施例中，连接单元的镜子端具有一直径，因此，支撑着镜子的槽的侧面长度是这样一个长度，该长度与具体的镜子尺寸和结构所需的支撑强度成比例。根据需要，连接单元的镜子端可以从一圆柱形改变成一椭圆形或其它形状，以便为镜子提供理想的支撑长度。槽的深度也可以根据需要被调节。在最常用的实施例中，这种单元的外部以一角度呈锥形，并且具有这样一个长度，即，能克服马达的最大力矩自锁定。不同的应用需要不同的锁定度。例如，理想的是，在镜子表面作为其一部分的光学系统的组装和对准期间，垂直于镜子表面的方向相对于轴的角向位置而言是可重新手调节的。这种应用会导致相当大的锥角。另一方面，也可能是镜子表面作为其一部分的光学系统必须承受大的加速度，例如，在太空交通工具发射期间所产生的加速度。这种应用会需要相当小的锥角。在需要时，在对自锁定配合的需要和对容易释放的需求之间作一个折衷，在一个角度和长度范围内选择接合的锥角和长度。用于锁定的有用角度的通常范围是在0.03和0.07英寸每英寸之间。在该范围的较小锥形端的锥部易于非常紧地夹紧，并且在上端的锥部容易释放。属于本专利技术范围内的还有把锥角和接合长度设计成使锥部锁定如此紧，以致于基本上是永久地固定，以及，相反地能容易地释放，以致于它们能被结合在一起来传递有效力矩。为了增大刚度和减小这种组件的惯性，优选地，插销和凹窝占据用于支撑输出的轴承内部的容积。然而，在本专利技术的范围内，这种单元及其配合轴部分可以被设置在沿着轴轴线的任何地方。在图3所示实施例中，轴或杆的端部配备有一呈配合锥部形式的一同心的中空凹窝，从而当呈突起插销形式的基底18被插入凹窝内并被迫使一起入位时，这些锥部就锁定。这种连接在同心性、缺少倾斜、力矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于一受限转动马达系统中的镜子安装单元，所述镜子安装单元包括：一镜子，一锥形基底，所述锥形基底用于把所述镜子安装单元连接到一受限转动马达的一输出轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K普鲁因，
申请(专利权)人：杰斯集团公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]