公开了用于受限旋转的马达系统中的镜子(10)，其中该镜子包括本体(18)、本体中的孔(16)和孔中的高密度材料(32)。该本体，由一种或多种材料制成，具有暴露的镜子表面，且该本体可安装在受限旋转的马达系统中，用于相对于镜子的旋转轴(Ar)而旋转。该孔至少邻近于镜子的旋转轴的一部分。在孔中提供有高密度材料，以使其能在孔中移动，且该高密度材料的密度大于镜子本体材料的密度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提供耦合至受限旋转的马达的改进性能的扫描镜的系统与方法优先权要求本申请要求在2009年4月23日提交的美国临时专利申请系列号为61/081，601 的优先权，该申请的公开内容通过引用整体结合于此。盤本专利技术一般涉在受限旋转的马达系统中的减振系统，且特别涉及用于高速的受限旋转的马达系统(诸如电流计扫描系统之类)中的镜子。在一般的电流计扫描系统中，镜子被安装在受限旋转的马达的输出轴上，且该受限旋转的马达由控制环所述控制，该控制环寻求导致马达转子、且由此该镜子，以任意高的精确度来跟随位置及速度命令波形。然而，在系统可跟随命令的精确度方面存在限制。例如，系统中镜子的加速度受限于马达绕组中电流的上升率。位置精度受限于反馈方法的信号与噪声比。系统的带宽(这是系统以所需要的较高的速度从位置A移动到位置B，然后在尽可能短的时间内准确地稳定在位置B的能力)主要受限于移动部件中的振动。系统的带宽名义上(nominally)是移动结构中的第一扭转谐振的1/2。因此，习惯性地在容许的系统惯性的限制内，使移动部件尽可能的刚性。由于为达到特定加速度，马达所需要的扭矩直接与该惯性成比例，且与电流(如上所述其上升率受限)成比例，经常会出现这样的情况，当为特定惯性而优化了系统参数的时候，一些组件、 一般是镜子，即使是由非常高硬度-惯性(stiffness-to-inertia)的材料制成时，并不能达到系统带宽目标所需要的刚性。在这个情况下，需要为镜子添加额外的材料来增加其刚性，但是，为了附加惯性，需要大的、更昂贵的马达以及能驱动该额外惯性的控制环。因此，所需要的是一种受限旋转的马达系统，该系统在不需要较大的、更昂贵的马达及相应控制系统的情况下提供改进的带宽。MM根据实施例，本专利技术提供了用于受限旋转的马达系统中的镜子，其中该镜子包括本体、本体中的孔和孔中的高密度材料。该本体，由一个或多个材料制成，具有暴露的镜子表面，且该本体可安装在受限旋转的马达系统上用于相对于镜子的旋转轴而旋转。该孔至少邻近于镜子的旋转轴的一部分。在孔中提供有高密度材料，以使该材料能在孔中移动，且该高密度材料的密度大于镜子本体材料的密度。根据另一个实施例，本专利技术提供了含有耦合至镜子的受限旋转的马达的扫描系统。该受限旋转的马达包括转子轴，该镜子包括本体和在本体的孔中的高密度材料。该本体包括暴露的镜子表面，且该本体耦合至转子轴用于相对于镜子的旋转轴而旋转。高密度材料能在所述孔中相对于镜子本体而移动，且该高密度材料的密度大于镜子本体的密度。根据进一步的实施例，本专利技术提供用于在扫描系统中衰减(damping)振动的方法，该扫描系统包括含有转子轴的受限旋转的马达，并包括耦合至该转子轴的镜子。该方法包括以下步骤通过应用经由该转子轴由该受限旋转的马达所施加到镜子上的扭矩，使镜子绕镜子的旋转轴旋转；以及由于镜子的移动中的振动而加速镜子中的高密度材料，藉此镜子中的高密度材料的加速吸收了来自振动的能量，藉此衰减了扫描系统中的振动。附图简述通过参考附图可进一步理解以下描述，在附图中附图说明图1示出根据本专利技术实施例的镜子的示意性图示；图2示出采用了图1的镜子的受限旋转的马达系统的示意性图示；图3示出图1沿其3-3线的镜子的示意性截面图；图4A和4B示出在对镜子施加扭矩动作之前和之后的图1的镜子的一部分的示意性的放大的截面图；图5示出图1的镜子的顶部的示意性的放大的截面图；图6示出根据本专利技术另一个实施例的镜子的顶部的示意性的放大的截面图；图7示出根据本专利技术进一步的实施例的镜子的顶部的示意性的放大的截面图；图8A-D示出对于使用没有阻尼的系统的四个扫描步长与所意在的目标的目标处理偏差的示意性视图；图9A-D示出对于使用根据本专利技术实施例的系统的四个扫描步长与图8A-8D中相同的所意在的目标的目标处理偏差的示意性视图；图10示出现有技术的镜子跟随非零加速度的摇摆振荡，以及与之相比较的根据本专利技术实施例的镜子的摇摆振荡的说明性图示；图11示出施加到受限旋转的马达上以将镜子从位置A移动到位置B的电压的说明性图示；图12示出响应于图11的电压在受限旋转的马达的定子绕组中的相关联的电流的说明性图示；图13示出使用根据本专利技术实施例的阻尼镜子的受限旋转的马达系统的响应的说明性图示；以及图14示出使用无阻尼镜子的受限旋转的马达的响应的说明性图示。这些附图仅为说明性目的而示。说明性实施例的具体描述在商用镜子，特别是大的镜子，的制造过程中，可能发生每个镜子的质心的部件与部件之间的显著的偏差(part-to-part variations)。镜子质心关于旋转轴的这样的不一致，导致偏轴的振动。已经发现可衰减(damp)偏轴振动，以使它们的有效振动幅值比未衰减的同样的镜子小5倍。例如，由于稳定时间与带宽成反比，所以为切10_3秒的衰减振动周期的幅值小于为2. 5χ ΙΟ"2秒时的相应未衰减的幅值，容许快5倍的稳定或者大5倍的带宽。如图1中所示，根据本专利技术实施例的阻尼镜子10包括反射表面12和用于耦合至受限旋转的马达系统(如图2进一步所示)的安装底座14。镜子10还包括位于镜子12的本体8中的圆柱形孔16，以及将该孔与环境隔绝的暴露的盖18。根据各实施例，孔16含有被容许在镜子10的孔16中移动的高密度材料。具体地，沿标称旋转轴在镜子的或者部分或者大部分长度上钻出小直径的洞以形成孔16。洞的直径，例如，可在约100微米到5000微米之间，且优选地在500到2000微米之间，更优选地可以是约1000微米。这个孔16可松松地填充有高密度颗粒，优选由钨、衰竭的铀、钼、铅、铋或类似高密度材料制成。在特定实施例中，高密度颗粒可具有大于约9. Og/ cm3的密度，在进一步实施例中，这些高密度颗粒可具有大于约12. Og/cm3的密度。然后孔 16的暴露端用盖18来关闭以留住这些高密度材料。如图2所示，扫描仪组件包括扫描仪马达20，其具有耦合至安装了镜子10的轴的可旋转的转子。该扫描仪组件还包括换能器22，用于监测附连在转子的一端上的轴的位置。 镜子10和位置换能器22的每一个可在同一端附连在该转子上。该系统还包括反馈控制系统对，其响应于来自输入节点观的输入命令信号和来自位置换能器22的反馈信号30来提供命令信号26给马达22，以控制马达的速度和/或位置。该镜子10可经由本领域技术人员所已知的各种传统技术来耦合至马达轴。当镜子被驱动以使由表面12反射向工作表面的激光束从第一位置(如，工作表面上的点A)移动到第二位置(如，工作表面上的点B)时，马达必需首先克服镜子的惯性(如， 从静止不动(stand still))，非常快速地旋转该镜子，然后在第二位置非常快速地停止该镜子的移动，以使在点B的激光处理可以开始。镜子中的制造变形和缺陷可导致以各种频率发生的谐振，这可导致损坏激光的定位。参看图3，这是示出图1沿其3-3线的镜子的示意性截面图，该孔可充满包括高密度颗粒32的阻尼材料，例如是钨、衰竭的铀、钼、铅、铋，且具有颗粒尺寸为约0. 1微米到约 100微米，且优选地是从约1微米到10微米，更优选地是约3微米。另一方面，镜子10的本体8可由一种或多种低密度材料制成，诸如铝、钢、玻璃、诸如硅和/或锗之类的半导体材料、碳、钛和铍中的任一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：D·C·布朗，A·I·皮纳德，
申请(专利权)人：剑桥技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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