本发明专利技术涉及一种紧凑型双棱镜扫描装置，包括除外壳外基本对称设置的第一楔形棱镜系统和第二楔形棱镜系统，其中，第一楔形棱镜系统包括第一外壳、第一轴承、第一镜筒、第一楔形棱镜、第一压圈和第一驱动电机；其中，所述第一镜筒通过第一轴承安装在所述第一外壳内，所述第一楔形棱镜安装在所述第一镜筒内，所述第一压圈至少部分插入所述第一镜筒内，用于对所述第一棱镜轴向固定；所述第一电机的定子固定在所述第一外壳内侧；所述第一电机的转子固定在所述第一镜筒上。所述第一外壳和第二外壳之间轴向连接固定，并且所述第一楔形棱镜和第二楔形棱镜对称设置，且所述第一楔形棱镜和所述第二楔形棱镜的平面端贴近布置。楔形棱镜的平面端贴近布置。楔形棱镜的平面端贴近布置。
【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型双棱镜扫描装置
[0001]本专利技术涉及光学机械，具体涉及一种紧凑型双棱镜扫描装置，这种装置可用于高精度目标跟踪，方位指向，区域扫描等。
技术介绍
[0002]在现代军事战争中，基于激光高精度、稳定性好、速度快、能量高等特点，在红外对抗、现代精确制导、航空成像、自由空间光通信等领域有重要应用价值，光束指向控制技术的研究对于调整光束指向以及改变成像视轴有极为关键的意义，光电装置的发展越来越受到世界各国的重视，而其核心内容，便是激光发射器和捕获、跟踪、瞄准装置。
[0003]传统的光电指向装置主要是万向转架和快速反射镜。多轴万向架通过探测器平台的多轴运动来实现光轴的指向，由于其体积大，质量大，从而导致其惯量大、动态性能差、对振动敏感、反应时间慢，整体稳定的快速性能受影响。快反镜式指向机构通过压电陶瓷或音圈电机来控制光学元器件的姿态，快速反射镜结构的优点是指向精度高、响应频率快，结构紧凑等。但是其显著缺点是只能实现很小角度的光束偏转，并且光束偏转对机械误差比较敏感。
[0004]随着光电技术的发展，其对光束指向的精度要求越来越高，新型双冷棱镜调整机构以其结构小巧紧密、转动惯量低、响应迅速、动态性能好、指向精度高，可控制大口径光束实现大角度偏转，且造价低等特点，展现出了广阔的应用背景。
[0005]在现有的双楔形棱镜光束偏转机械装置中，直线电机直接顶进驱动(专利 CN1713028A)的变负载系统难以克服摩擦的影响，从而使得精度难以保证。同步带驱动的棱镜机构(专利CN108188806A)体积大，精度低，对外界的振动敏感。双轴承棱镜结构(专利CN109884769A)采用集成减速箱的步进电机和双轴承具有一定的稳定性，但齿轮传动占用空间较大，控制精度不高。
技术实现思路
[0006]本申请的目的在于解决上述现有技术的任一不足，设计出一种高集成度的双棱镜指向机构，实现光束的指向控制、扫描等功能，同时进一步优化布局设计以及相关器件，既能保证轻量化设计，又能实现高精度指向，真正实现光学结构的高效可靠。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是一种紧凑型双棱镜扫描装置，包括第一楔形棱镜系统和第二楔形棱镜系统，其中，第一楔形棱镜系统包括第一外壳、第一轴承、第一镜筒、第一楔形棱镜、第一压圈和第一驱动电机；所述第二楔形棱镜系统包括第二外壳、第二镜筒、第二楔形棱镜、第二驱动电机、第二轴承和第二压圈；
[0008]其中，所述第一镜筒通过第一轴承安装在所述第一外壳内，所述第一楔形棱镜安装在所述第一镜筒内，所述第一压圈至少部分插入所述第一镜筒内，用于对所述第一棱镜轴向固定；所述第一电机的定子固定在所述第一外壳内侧；所述第一电机的转子固定在所述第一镜筒上。
[0009]其中，所述第二镜筒通过第二轴承安装在所述第二外壳内，所述第二楔形棱镜安装在所述第二镜筒内，所述第二压圈至少部分插入所述第二镜筒内，用于对所述第二棱镜轴向固定；所述第二电机的定子固定在所述第二外壳内侧；所述第二电机的转子固定在所述第二镜筒上。
[0010]所述第一外壳和第二外壳之间轴向连接固定，并且所述第一楔形棱镜和第二楔形棱镜对称设置，且所述第一楔形棱镜和所述第二楔形棱镜的平面端贴近布置。
[0011]在一个实施方案中，所述第一轴承相比于所述第一电机更加靠近所述第二楔形棱镜系统；所述第二轴承相比于所述第二电机更加靠近所述第一楔形棱镜系统。
[0012]在一个实施方案中，所述第一外壳内表面包括第一轴承内安装面、第一电机定子内安装面以及位于两个内安装面之间的第一外壳内凸起；所述第一外壳内凸起用于对所述第一轴承和第一电机定子轴向限位。
[0013]在一个实施方案中，所述第一外壳内表面还包括与所述第一轴承内安装面邻接的第一轴承外挡圈内安装面，所述第一轴承外挡圈内安装面用于安装第一轴承外挡圈，所述第一轴承外挡圈用于从与所述第一外壳内凸起的另一侧对所述第一轴承轴向限位。
[0014]在一个实施方案中，所述第一镜筒外表面包括依次邻接的第一轴承内挡圈外安装面、第一轴承外安置面、第一镜筒外凸起、第一电机定子外安装面；其中，第一轴承内挡圈外安装面用于安装第一轴承内挡圈。所述第一轴承内挡圈和所述第一镜筒外凸起用于从两侧对所述第一轴承的内圈轴向限位。所述第一电机定子外安装面用于安装第一电机定子。
[0015]在一个实施方案中，所述第一电机定子截面为T形，所述第一电机定子外安装面为台阶面，用于与所述第一电机定子的T形截面相配合，实现从轴向和径向对所述第一电机定子限位。
[0016]在一个实施方案中，所述第一电机、第二电机的至少之一为无刷直流力矩电机。
[0017]在一个实施方案中，所述第一轴承和/或第二轴承为交叉滚子轴承。
[0018]在一个实施方案中，所述第一外壳和所述第二外壳之间通过螺钉连接，所述第一外壳包括与所述第一轴承外挡圈内安装面邻接且垂直的第一端面，所述第二外壳包括与所述第一轴承外挡圈内安装面邻接的台阶面，所述台阶面包括与所述第一轴承外挡圈内安装面邻接且垂直的竖直面以及与所述第二端面垂直的水平面。
[0019]在一个实施方案中，所述第一压圈包括一圆筒部和一法兰部，所述圆筒部用于插入所述镜筒，所述圆筒部的端部为一斜面，用于与第一楔形棱镜的斜面配合。
[0020]本专利技术的效果如下：
[0021]本专利技术所述的一种可实现快速装卸的起竖装置拥有下列优点：
[0022]1、结构紧凑。本专利技术各部件之间结构紧凑，空间利用率高，方便安装调试且降低了成本。选用交叉滚子轴承，能够在轴向尺寸范围内同时布置驱动电机和轴承，又能保证具有足够的支承刚度和支承精度，整机结构便于拆解更换器件。
[0023]2、高精度。绝对式编码器具有较高的精度，满足系统的高精度控制需求。无刷直流力矩电机相比传统的步进电机具有良好的调整性能，结构简单、功率高、重量小、运行可靠和易于维护。棱镜回转组件的外圈通过端盖与棱镜单元镜座固定，为回转组件提供高精度、高刚度的支承，驱动电机定子和测角传感器通过相应结构固定装配在棱镜单元镜座上。本专利技术充分利用各部件的结构合理设计，既能保证功能的合理性，又能保证结构的紧凑性。
[0024]3、平衡转动惯量。楔形棱镜本身重心有偏差，回转过程存在抖动，棱镜通过异形压圈实现轴向固定，棱镜压圈配合其上安装的平衡块(装配时精确配制)可以把回转组件的质心偏离控制到不超过0.5mm甚至更小，极大减少了抖动。
[0025]4、本设计中，直流力矩电机和负载采用同轴方式刚性连接，这种连接结构简单，维护简便，系统的传动效率更高，系统的增益和带宽得到提高，低速的平稳性较好，对保证系统的稳定性和精度有促进作用。
附图说明
[0026]图1为本专利技术一个实施例的整体结构图；
[0027]图2为本专利技术一个实施例第一楔形棱镜系统的局部视图；
[0028]图3为本专利技术一个实施例第一楔形棱镜系统的局部立体图；
[0029]图4为本专利技术一个本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种紧凑型双棱镜扫描装置，其特征在于：包括第一楔形棱镜系统和第二楔形棱镜系统，其中，第一楔形棱镜系统包括第一外壳、第一轴承、第一镜筒、第一楔形棱镜、第一压圈和第一驱动电机；所述第二楔形棱镜系统包括第二外壳、第二镜筒、第二楔形棱镜、第二驱动电机、第二轴承和第二压圈；其中，所述第一镜筒通过第一轴承安装在所述第一外壳内，所述第一楔形棱镜安装在所述第一镜筒内，所述第一压圈至少部分插入所述第一镜筒内，用于对所述第一棱镜轴向固定；所述第一电机的定子固定在所述第一外壳内侧；所述第一电机的转子固定在所述第一镜筒上。其中，所述第二镜筒通过第二轴承安装在所述第二外壳内，所述第二楔形棱镜安装在所述第二镜筒内，所述第二压圈至少部分插入所述第二镜筒内，用于对所述第二棱镜轴向固定；所述第二电机的定子固定在所述第二外壳内侧；所述第二电机的转子固定在所述第二镜筒上。所述第一外壳和第二外壳之间轴向连接固定，并且所述第一楔形棱镜和第二楔形棱镜对称设置，且所述第一楔形棱镜和所述第二楔形棱镜的平面端贴近布置。2.根据权利要求1所述的一种紧凑型双棱镜扫描装置，其特征在于：所述第一轴承相比于所述第一电机更加靠近所述第二楔形棱镜系统；所述第二轴承相比于所述第二电机更加靠近所述第一楔形棱镜系统。3.根据权利要求1所述的一种紧凑型双棱镜扫描装置，其特征在于：所述第一外壳内表面包括第一轴承内安装面、第一电机定子内安装面以及位于两个内安装面之间的第一外壳内凸起；所述第一外壳内凸起用于对所述第一轴承和第一电机定子轴向限位。4.根据权利要求3所述的一种紧凑型双棱镜扫描装置，其特征在于：所述第一外壳内表面还包括与所述第一轴承内安装面邻接的第一轴承外挡圈内安装面，所述第一轴承外挡圈内安装面用于安装第一轴承外挡圈，所述第一轴承外挡圈用于从与...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭高亮，张博，陈朝，刘世伟，林鸿钊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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