一种基于柔性支承的动圈式快速反射镜制造技术

本发明专利技术涉及用于激光制导、空间探测的快速反射镜制造技术领域。本发明专利技术的实施例公开了一种基于柔性支承的动圈式快速反射镜，包括壳体，所述壳体内设有反射镜、电磁驱动组件、柔性支承组件和电涡流传感器组件；所述电磁驱动组件包括磁铁块、导磁槽和线圈，所述磁铁块安装在所述导磁槽内，所述磁铁块设置在所述线圈外部；所述电磁驱动组件驱动所述柔性支承组件的转动；所述柔性支承组件的固定端连接所述壳体，旋转端连接所述反射镜；所述电涡流传感器组件安装在所述反射镜的镜面处。本发明专利技术能够实现较高的扫描速度，采用柔性支撑，相比于滚珠轴承具有较长的寿命，具有较好的耐高低温特性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于柔性支承的动圈式快速反射镜


[0001]本专利技术涉及用于激光制导、空间探测的快速反射镜制造
，特别涉及一种基于柔性支承的动圈式快速反射镜。

技术介绍

[0002]快速控制反射镜（Fast Steering Mirror，FSM），简称快反镜，是控制反射镜的转动从而使反射光束在一维或二维方向上，对光传播方向进行高精度、高动态的控制，实现光束在所需转角范围内的快速精确指向，应用在激光制导、光电侦查、光电对抗、激光武器、空间探测、激光雷达、激光通信等领域中实现系统精密跟踪、稳瞄、稳像等。采用快反镜替代传统的框架结构，可改善系统的性能。上述领域通常要求快反镜具有较高的工作带宽、角分辨率、指向精度和转角范围，对系统的环境适应性等也有很高要求。
[0003]当前快反镜中主要根据驱动方式的不同分为压电陶瓷（PZT）驱动和音圈电机（VCM）驱动两大类。PZT驱动器的优点是结构简单、体积小、分辨率高、响应快、推力大、发热少、无杂散电磁场，缺点是其行程相对较小，只有几十微米，用于快反镜中无法实现较大转角范围。PZT还存在迟滞特性、耐低温性能差的缺点。音圈电机是基于洛伦兹力原理制造的一种驱动电机，其工作原理是通电线圈(导体)放在磁场内就会产生力，力的大小与施加在线圈上的电流成比例。通常由磁缸、线圈等组成，具有运动行程大、驱动电压低等优点。采用VCM驱动，可使快反镜系统转角范围大、承载能力强，且对振动、冲击等工作环境具有较强的适应性。在国防军工领域的系统中，大多采用音圈电机驱动的快反镜。
[0004]传统快反镜具有以下几种缺点：（1）采用一对音圈电机推拉用于实现一维扫描，由于转动部件转动惯量较大，因此无法实现较高的扫描速度；（2）传统快反镜由于运动部件转动惯量低，能够实现较高的扫描速度，但是用于扫描补偿应用中，长时间的小范围高速往复运动，会使得轴承寿命很低，很快就发生磨损，从而使系统的精度降低；（3）轴承的耐高低温特性不好；（4）线圈绕制困难，工艺复杂，效率低，填充率低；（5）由于反射镜内部电磁驱动组件结构较为复杂、磁铁数量多，导致整体结构尺寸较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于柔性支承的动圈式快速反射镜，用于解决上述至少一个技术问题，其能够实现较高的扫描速度，采用柔性支撑，相比于滚珠轴承具有较长的寿命，具有较好的耐高低温特性。
[0006]本专利技术的实施例是这样实现的：一种基于柔性支承的动圈式快速反射镜，其包括壳体10，所述壳体10内设有反射镜1、电磁驱动组件、柔性支承组件和电涡流传感器组件。
[0007]所述电磁驱动组件包括磁铁块3、导磁槽6和线圈5，所述磁铁块3安装在所述导磁槽6内，所述磁铁块3设置在所述线圈5外部。
[0008]所述电磁驱动组件驱动所述柔性支承组件的转动。
[0009]所述柔性支承组件的固定端连接所述壳体10，旋转端连接所述反射镜1。
[0010]所述电涡流传感器组件安装在所述反射镜1的镜面处。
[0011]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于柔性支承的动圈式快速反射镜的所述电磁驱动组件还包括线圈架4和支撑块8。
[0012]所述导磁槽6安装在所述壳体10的底座上。
[0013]所述支撑块8安装在所述导磁槽6内。
[0014]所述线圈架4设置在所述导磁槽6内，位于所述支撑块8远离所述壳体10的底座的一侧。
[0015]所述线圈5设置在所述线圈架4内。
[0016]所述磁铁块3至少有两个，对称设置在所述线圈5外。
[0017]其技术效果在于：电磁驱动组件具有高磁能、高剩磁性能，壳体不导磁，使快速反射镜电机具有轻型结构以及较小的转矩，能显著提高电机的响应速度。
[0018]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于柔性支承的动圈式快速反射镜的所述电磁驱动组件还包括导磁块7。
[0019]所述导磁块7设置在所述线圈架4内。
[0020]其技术效果在于：用于扩大磁铁吸引力。
[0021]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于柔性支承的动圈式快速反射镜还包括反射镜镜托2。
[0022]所述反射镜镜托2安装在所述线圈架4上。
[0023]所述反射镜1安装在所述反射镜镜托2上。
[0024]所述反射镜1和所述反射镜镜托2的中心重合。
[0025]所述壳体10上设有限位块15，所述反射镜镜托2与所述限位块15卡合，通过所述限位块15限制转动的范围。
[0026]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于柔性支承的动圈式快速反射镜的所述电涡流传感器组件包括电涡流探头11、电涡流探头支架12、电涡流电路板14、电涡流传感器组件安装壳13和电涡流传感器组件固定座16。
[0027]所述电涡流探头11安装在所述电涡流探头支架12上。
[0028]所述电涡流探头支架12安装在所述电涡流传感器组件安装壳13上。
[0029]所述电涡流电路板14安装在所述电涡流传感器组件固定座16上。
[0030]所述电涡流传感器组件安装壳13与所述电涡流传感器组件固定座16密封连接。
[0031]其技术效果在于：所述电涡流传感器组件设置在反射镜1镜面的后方。当反射镜1呈现一维摆动时，反射镜1与电涡流探头11的距离发生变化，左右两个探头进行差分测量，能有效的减小测量误差。对反射镜1的距离进行测量节省高度空间，提高测量精度，节省高度空间，从而避免振镜整体高度过大，使结构更紧凑。
[0032]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于柔性支承的动圈式快速反射镜的所述柔性支承组件包括至少一个十字交叉柔性铰链9。
[0033]所述反射镜镜托2和所述壳体10之间形成有安装孔，所述十字交叉柔性铰链9设置在所述安装孔内。
[0034]所述十字交叉柔性铰链9位于所述线圈5外侧。
[0035]所述十字交叉柔性铰链9位于所述线圈5外与所述磁铁块3的不同侧。所述十字交叉柔性铰链9的材料采用钛合金、铍青铜或不锈钢。
[0036]其技术效果在于：便于装配。
[0037]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于柔性支承的动圈式快速反射镜的十字交叉柔性铰链9包括一组柔性结构件17和弹簧片18。
[0038]所述弹簧片18连接一组所述柔性结构件17，使一组所述柔性结构件17之间可以发生转动，超过所述弹簧片18的变形范围则复位。
[0039]其技术效果在于：在保证弹性的同时，同时拥有一定的刚度。所述弹簧片18在偏转方向上的弹性，可分为一维和二维，弹性指的是塑性变形范围内的弹性，超过塑性变形就失去弹性。
[0040]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于柔性支承的动圈式快速反射镜的所述反射镜1的材料采用铍、硅、熔融石英、石英、SiC、BK7、Al2O3或MgF2。
[0041]所述反射镜1上涂有保护材料。
[0042]所述保护材料采用金或银。
[0043]在本专利技术较佳的实施例中，上述基于柔性支承的动圈式快速反射镜的所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于柔性支承的动圈式快速反射镜，其特征在于，包括壳体（10），所述壳体（10）内设有反射镜（1）、电磁驱动组件、柔性支承组件和电涡流传感器组件；所述电磁驱动组件包括磁铁块（3）、导磁槽（6）和线圈（5），所述磁铁块（3）安装在所述导磁槽（6）内，所述磁铁块（3）设置在所述线圈（5）外部；所述电磁驱动组件驱动所述柔性支承组件的转动；所述柔性支承组件的固定端连接所述壳体（10），旋转端连接所述反射镜（1）；所述电涡流传感器组件安装在所述反射镜（1）的镜面处。2.根据权利要求1所述的基于柔性支承的动圈式快速反射镜，其特征在于，所述电磁驱动组件还包括线圈架（4）和支撑块（8）；所述导磁槽（6）安装在所述壳体（10）的底座上；所述支撑块（8）安装在所述导磁槽（6）内；所述线圈架（4）设置在所述导磁槽（6）内，位于所述支撑块（8）远离所述壳体（10）的底座的一侧；所述线圈（5）设置在所述线圈架（4）内；所述磁铁块（3）至少有两个，对称设置在所述线圈（5）外。3.根据权利要求2所述的基于柔性支承的动圈式快速反射镜，其特征在于，所述电磁驱动组件还包括导磁块（7）；所述导磁块（7）设置在所述线圈架（4）内。4.根据权利要求2所述的基于柔性支承的动圈式快速反射镜，其特征在于，还包括反射镜镜托（2）；所述反射镜镜托（2）安装在所述线圈架（4）上；所述反射镜（1）安装在所述反射镜镜托（2）上；所述反射镜（1）和所述反射镜镜托（2）的中心重合；所述壳体（10）上设有限位块（15），所述反射镜镜托（2）与所述限位块（15）卡合，通过所述限位块（15）限制转动的范围。5.根据权利要求1所述的基于柔性支承的动圈式快速反射镜，其特征在于，所述电涡流传感器组件包括电涡流探头（11）、电涡流探头支架（12）、电涡流电路板（14）、电涡流传...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆君，刘耀军，孔凡辉，
申请(专利权)人：北京瑞控信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：