【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光束指向领域，尤其涉及一种大行程高谐振自锁摆镜。
技术介绍
1、摆镜是一种实现在光源或接收器与目标之间用于调整和稳定光学系统光束指向的光学装置，较之快反镜，摆镜拥有更大的光束调节行程并有自锁功能，因此在光束指向系统中被广泛应用于空间激光通信、天文望远镜、自适应光学以及高精度激光加工设备等领域。
2、但是由于摆镜需要断电自锁功能，致动器多采用丝杠模组，这类致动器的位移分辨率最高只能达到0.1至0.3微米，因此摆镜的调整精度往往较差，限制了摆镜的进一步应用。此外，摆镜是由许多元件组成的光学器件，而多种元件又形成了许多不同的惯性、弹性系统，因此，不同的谐振模式产生了不同的谐振频率。而决定整个摆镜的控制带宽的主要因素就是不同谐振频率中某个最低的谐振频率，因此摆镜的第一阶谐振频率通常来源于致动器的连接部分。现有传动方案均采用轴系结构传动，这类结构的谐振频率通常在几十hz以下，从而会限制光束指向系统的控制带宽。进一步的，在一些机载、车载和舰载系统中，光学元件需要拥有较好的抗振性能，目前的摆镜往往难以满足其环境适应性要求。
技术实现思路
1、为解决因保证大行程而导致摆镜谐振频率降低的问题，本专利技术提供一种大行程高谐振自锁摆镜，利用杠杆位移缩小结构，可使丝杠模组的位移分辨率提高至10nm，因此摆镜的精度可以提升至亚微弧度级。摆镜的传动机构采用了零间隙的柔性铰链，位移缩小机构还可将丝杠模组的输出力放大，因此适当增加摆镜支撑结构的刚度，达到提高谐振频率增强其抗振特性的目的。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种大行程高谐振自锁摆镜，包括平面反射镜组件、镜架、柔性支撑组件、丝杠致动组件、基座；
4、所述柔性支撑组件固定于所述基座之上，并与所述镜架连接固定；所述丝杠致动组件固定于基座之上，并于所述柔性支撑组件连接；所述平面反射镜组件由柔性垫片以及平面反射镜构成；所述镜架作为所述平面反射镜组件的支撑结构，固定于所述柔性支撑组件之上；所述柔性支撑组件固定于所述基座之上，连接所述镜架以及所述丝杠致动组件。
5、进一步地，所述镜架与所述平面反射镜组件接触的上端面九十度均布有四个柔性垫片。
6、进一步地，所述柔性支撑组件由四个直角型柔性铰链构成，以九十度均布的排布方式分布于所述基座之上，所述柔性支撑组件固定于基座之上，并连接所述丝杠驱动组件的杠杆缩小结构。
7、进一步地，所述丝杠驱动组件由四个丝杠驱动器构成，对应所述柔性支撑组件，九十度均布，固定于所述基座之上，构成x,y两轴驱动结构，保证镜面的中心点固定。
8、进一步地，每一个丝杠驱动器由丝杠模组以及杠杆缩小结构组成，杠杆缩小结构的一端固定于丝杠模组之上，另外一端连接柔性支撑结构；杠杆缩小结构与所述柔性支撑结构端向下延伸，并与基座连接。
9、进一步地，所述基座上端面中心位置布有矩形立柱，所述四个丝杠驱动器全部挂靠固定于矩形立柱上；所述基座上端面九十度均布有四个通孔，所述丝杠驱动组件底端沿通孔延伸致基座下端面，便于为所述丝杠驱动组件提供电压驱动。
10、进一步地，所述平面反射镜组件的后端面与所述镜架的接触面固定有柔性垫片。
11、进一步地，所述丝杠致动组件采用丝杠模组配备光栅尺构成直线电机驱动，实现闭环反馈控制，提高整个驱动组件的分辨率。
12、进一步地，所述丝杠致动组件中的杠杆缩小结构作为输出点，提高分辨率，并且所述杠杆缩小结构和柔性支撑组件均采用柔性铰链而非有间隙的轴系结构。
13、本专利技术的有益效果为：
14、(1)本专利技术采用丝杠模组配备光栅尺构成直线电机驱动器，可实现良好的自锁功能。进一步的，摆镜所有传动部分采用柔性铰链连接，较之低刚度的轴系结构，可达到更高的谐振频率，因此可拥有更优秀的抗振性能；
15、(2)本专利技术在丝杠驱动器与柔性支撑组件之间添加杠杆缩小结构，该结构在连接丝杠驱动器与柔性支撑组件的同时，也延伸至基座，并产生接触，通过该结构增加力输出点，提高整个快速反射镜系统的谐振频率。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种大行程高谐振自锁摆镜，其特征在于，包括平面反射镜组件、镜架、柔性支撑组件、丝杠致动组件、基座；
2.根据权利要求1所述的一种大行程高谐振自锁摆镜，其特征在于，所述镜架与所述平面反射镜组件接触的上端面九十度均布有四个柔性垫片。
3.根据权利要求1所述的一种大行程高谐振自锁摆镜，其特征在于，所述柔性支撑组件由四个直角型柔性铰链构成，以九十度均布的排布方式分布于所述基座之上，所述柔性支撑组件固定于基座之上，并连接所述丝杠驱动组件的杠杆缩小结构。
4.根据权利要求1所述的一种大行程高谐振自锁摆镜，其特征在于，所述丝杠驱动组件由四个丝杠驱动器构成，对应所述柔性支撑组件，九十度均布，固定于所述基座之上，构成X,Y两轴驱动结构，保证镜面的中心点固定。
5.根据权利要求4所述的一种大行程高谐振自锁摆镜，其特征在于，每一个丝杠驱动器由丝杠模组以及杠杆缩小结构组成，杠杆缩小结构的一端固定于丝杠模组之上，另外一端连接柔性支撑结构；杠杆缩小结构与所述柔性支撑结构连接端向下延伸，并与基座连接。
6.根据权利要求4所述的一种大行程高谐振自锁
7.根据权利要求1所述的一种大行程高谐振自锁摆镜，其特征在于，所述平面反射镜组件的后端面与所述镜架的接触面固定有柔性垫片。
8.根据权利要求1所述的一种大行程高谐振自锁摆镜，其特征在于，所述丝杠致动组件采用丝杠模组配备光栅尺构成直线电机驱动，实现闭环反馈控制，提高整个驱动组件的分辨率。
9.根据权利要求1所述的一种大行程高谐振自锁摆镜，其特征在于，所述丝杠致动组件中的杠杆缩小结构作为输出点，提高分辨率，并且所述杠杆缩小结构和柔性支撑组件均采用柔性铰链而非有间隙的轴系结构。
...【技术特征摘要】
1.一种大行程高谐振自锁摆镜，其特征在于，包括平面反射镜组件、镜架、柔性支撑组件、丝杠致动组件、基座；
2.根据权利要求1所述的一种大行程高谐振自锁摆镜，其特征在于，所述镜架与所述平面反射镜组件接触的上端面九十度均布有四个柔性垫片。
3.根据权利要求1所述的一种大行程高谐振自锁摆镜，其特征在于，所述柔性支撑组件由四个直角型柔性铰链构成，以九十度均布的排布方式分布于所述基座之上，所述柔性支撑组件固定于基座之上，并连接所述丝杠驱动组件的杠杆缩小结构。
4.根据权利要求1所述的一种大行程高谐振自锁摆镜，其特征在于，所述丝杠驱动组件由四个丝杠驱动器构成，对应所述柔性支撑组件，九十度均布，固定于所述基座之上，构成x,y两轴驱动结构，保证镜面的中心点固定。
5.根据权利要求4所述的一种大行程高谐振自锁摆镜，其特征在于，每一个丝杠驱动器由丝杠模组以及杠杆缩小结构组成，杠杆缩小结构的一端固定于丝杠模组之上，另外一端连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：周子夜，王悦，黄林海，冯忠毅，樊新龙，胡诗杰，董道爱，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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