一种基于光感与电磁驱动的微型超大角度快速反射镜制造技术

本发明专利技术公开了一种基于光感与电磁驱动的微型超大角度快速反射镜，包括主基座、工作镜体、电磁驱动组件和点光源传感器，工作镜体固定安装在永磁镜座的内部，二维回转组件包括内环座、外环座和针型铰链，内环座通过Y轴方向安装的针型铰链与永磁镜座转动安装，外环座通过沿X轴方向安装的针型铰链与内环座转动安装，电磁驱动组件包括永磁镜座和电机线圈，电机线圈为十字交叉绕阻方式缠绕的线圈，永磁镜座靠近基座内部的内侧设置有凸出的反射面，点光源传感器包括固定安装在传感器电路板上的感光元件和LED发射光源，本发明专利技术中实现快速反射镜微型化设计的同时实现对快速反射镜工作镜体快速、精确的驱动，可实现快速反射镜工作镜体超大转角功能。超大转角功能。超大转角功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光感与电磁驱动的微型超大角度快速反射镜


[0001]本专利技术涉及快速控制反射镜
，特别涉及一种基于光感与电磁驱动的微型超大角度快速反射镜。

技术介绍

[0002]快速控制反射镜是一种工作在光源或接收器与目标之间用于调整和稳定光学系统视轴或光束指向的重要部件，具有体积小、结构紧凑、精度高、带宽高等优点，已经广泛应用于空间激光通信，天文望远镜，光学稳定，视轴稳定，精密捕获、瞄准和跟踪、深空探测，高精度激光加工设备和运载激光系统等重要领域。
[0003]由于快速反射镜系统频率响应特性要求高，且在光路中使用，对体积要求苛刻，现有的技术的角度传感器对空间利用率较低，且在狭小空间内的传统作动器出力上限不高，无法实现更高的带宽要求。在光电系统稳定的领域内，轻量化、大威力、高频响的要求逐步提高，急需提高快速反射镜响应频率、控制精度并缩小快速反射镜系统体积。同时，随着快速反射镜应用的普及，对快速反射镜的回转角度行程要求越来越高，角度范围从原先的0.5
°
、1
°
逐步发展到3
°
、5
°
，同时，在不使用一级稳像系统的环境种，逐步发展出对超大角度快速反射镜系统的需求。
[0004]综上，如何实现一个体积小、带宽高、角度行程超大的快速反射镜系统，成为一个必要的研究方向。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是现有的技术的角度传感器对空间利用率较低，且在狭小空间内的传统作动器出力上限不高，无法实现更高的带宽要求、快速反射镜的回转角度行程小：提供了一种基于光感与电磁驱动的微型超大角度快速反射镜，包括主基座、二维回转组件、工作镜体、电磁驱动组件和点光源传感器，工作镜体固定安装在永磁镜座的内部，二维回转组件包括内环座、外环座和针型铰链，内环座通过Y轴方向安装的针型铰链与永磁镜座转动安装，外环座通过沿X轴方向安装的针型铰链与内环座转动安装，外环座固定在主基座上，电磁驱动组件包括永磁镜座和电机线圈，电机线圈为十字交叉绕阻方式缠绕的线圈，永磁镜座靠近基座内部的内侧设置有凸出的反射面，点光源传感器包括固定安装在传感器电路板上的感光元件和LED发射光源，感光元件设置在点光源外周。
[0006]可选的是，永磁镜座设在主基座的一端，主基座的另一端固定设置有端盖，传感器电路板和电机线圈设置在基座内。
[0007]可选的是，感光元件和LED发射光源设置在靠近工作镜体的一侧，传感器电路板设置在永磁镜座与电机线圈之间，连接电机线圈的驱动电路板固定安装在后盖上。
[0008]可选的是，内环座设置在外环座内侧且同轴设置，针型铰链设置有四个分别沿垂直的X轴方向和Y轴方向两两对称设置。
[0009]可选的是，针型铰链包括定子和转子。
[0010]可选的是，针型铰链定子外周设置有适配螺纹。
[0011]可选的是，针型铰链的定子端部设置有挡板。
[0012]通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：
[0013]1、本专利技术使用的针型铰链与内环座和外环座形成二维回转轴系，针型铰链在径向和轴向上提供了良好的支撑效果，对针型铰链转子端面光洁处理，可以充分减小摩擦回转力矩，便于提高整机带宽，
[0014]2、本专利技术使用一体化设计的电磁驱动组件，在极小的空间内可以提供较高的出力效果，对工作镜体进行快速、精确的驱动，实现快速反射镜微型化设计的同时，大大提高了产品设计带宽，
[0015]3、本专利技术通过点光源传感器组件的合理布局，可以实现超大角度的信息反馈功能，工作镜体的旋转角度范围最高可达20
°
以上，实现了超大角度快速反射镜设计的可能，可以保证点光源传感器可以感应真实工作镜体的位置信息，避免过多误差产生，保证整个系统的控制精度。
[0016]4、本专利技术以较低的精度牺牲方式，实现快速反射镜工作镜体超大转角功能，可以适配多种类光路稳定效果，在光路设计中，提供更多的可能性，节省大光学系统设计空间。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的结构二维剖面示意图；
[0018]图2为本专利技术的结构三维立体示意图；
[0019]图3为点光源传感器原理示意图；
[0020]图4为点光源传感器布局示意图；
[0021]图5为电磁驱动组件原理示意图；
[0022]图6为针型铰链结构示意图。
[0023]所示附图中，1.1主基座、1.2外环座、1.3针型铰链、1.4内环座、1.5工作镜体、1.6永磁镜座、1.7感光元件、1.8LED发射光源、1.9电机线圈、1.10驱动电路板、1.11后盖，1.12传感器电路板，1.31定子，1.32转子，1.33适配螺纹，1.34挡板。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。
[0025]如图1
‑
图2所示，本专利技术中，永磁镜座1.6用以固定工作镜体1.5，永磁镜座1.6和工作镜体1.5通过二维回转组件安装在主基座1.1上，二维回转组件包括内环座1.4、外环座1.2和针型铰链1.3，如图2所示，内环座1.4设置在外环座1.2内侧且同轴设置，针型铰链1.3设置有四个分别沿垂直的X轴方向和Y轴方向两两对称设置，内环座1.4通过Y轴方向安装的针型铰链1.3与永磁镜座1.6转动安装，外环座1.2通过沿X轴方向安装的针型铰链1.3与内环座1.4转动安装，四个针型铰链1.3分布在工作镜体1.5四周，工作镜体1.5可以绕两个方向的针型铰链1.3做回转运动，即绕X轴做方位回转运动、绕Y轴方向座俯仰回转运动，具体的，如图6所示，针型铰链1.3包括定子1.31和转子1.32，内环座1.4与Y方向的针型铰链1.3的定子1.31通过适配螺纹1.33固定安装，Y方向的针型铰链1.3的转子1.32插入永磁镜座
1.6的安装孔内，使永磁镜座1.6可以绕Y方向的针型铰链1.3进行回转运动，外环座1.2与X方向的针型铰链1.3的定子1.31通过适配螺纹1.33固定安装，X方向的针型铰链1.3转子1.32插入内环座1.4的安装孔内，使内环座1.4与永磁镜座1.6可以一起绕X方向的针型铰链1.3进行回转运动，对针型铰链1.3转子1.32端面光洁处理，可以充分减小摩擦回转力矩，便于提高整机带宽，针型铰链1.3的定子1.31端部设置有挡板1.34，通过挡板1.34对针型铰链1.3的安装位置进行限位。
[0026]如图1所示，驱动电路板1.10通过螺钉紧固在后盖1.11上，后盖1.11上通过螺钉紧固在主基座1.1上，驱动电路板1.10连接电机线圈1.9的电机线缆，电机线圈1.9通过螺钉紧固在主基座1.1上，电机线圈1.9与永磁镜座1.6形成电磁驱动组件，如图5所示，电机线圈1.9为十字交叉绕阻方式缠绕的线圈，永磁镜座1.6为永磁体磁钢材料，电机线圈1.9通过两路绕阻通电产生磁场效应，在电机线圈1.9通电的条件下产生X、Y两路磁场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光感与电磁驱动的微型超大角度快速反射镜，其特征在于，包括主基座、二维回转组件、工作镜体、电磁驱动组件和点光源传感器，工作镜体固定安装在永磁镜座的内部，二维回转组件包括内环座、外环座和针型铰链，内环座通过Y轴方向安装的针型铰链与永磁镜座转动安装，外环座通过沿X轴方向安装的针型铰链与内环座转动安装，外环座固定在主基座上，电磁驱动组件包括永磁镜座和电机线圈，电机线圈为十字交叉绕阻方式缠绕的线圈，永磁镜座靠近基座内部的内侧设置有凸出的反射面，点光源传感器包括固定安装在传感器电路板上的感光元件和LED发射光源，感光元件设置在点光源外周。2.根据权利要求1所述的一种基于光感与电磁驱动的微型超大角度快速反射镜，其特征在于，永磁镜座设在主基座的一端，主基座的另一端固定设置有端盖，传感器电路板和电机线圈设置在基座内。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亮，王琳，黄猛，张鹏，汪永阳，高健，荀斯文，徐金玉，
申请(专利权)人：长春萨米特光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：