一种小型化刚性承载式快速反射镜制造技术

本发明专利技术涉及一种小型化刚性承载式快速反射镜，包括：平面反射镜、镜片压块、反射镜座、直线式音圈电机、关节轴承、轴承压环、圆螺母、电机支撑板、压缩弹簧、球面支撑座、弹簧座、调整垫片、滚珠、支撑基座、电容传感器。本发明专利技术的小型化刚性承载式快速反射镜，采用音圈电机直接推动反射镜支撑板，减小了快速反射镜Z轴方向的尺寸；4个小型电容传感器与4个音圈电机交错分布，减小了快速反射镜X、Y轴方向的尺寸；采用压缩弹簧实现球面支撑座和滚珠对快速反射镜运动部分的二次支撑，更易于系统装调与质量控制；采用电容传感器差动式测量，即系统每一次的反馈信息均由4个传感器差分获得，提高了控制系统的测量精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种快速反射镜，特别是中心采用关节轴承作为连接副、测量元件采用电容传感器进行位置反馈的小型化刚性承载式快速反射镜。
技术介绍
中国专利技术专利“申请号为201110261049. 9”公开了一种刚性承载式快速反射镜。其运动部分与不动部分之间通过一个关节轴承实现刚性连接，大幅度增加了系统的承载能力。但是音圈电机通过摇板间接驱动反射镜进行摆动，导致快速反射镜Z轴方向尺寸较大。另一方面，快反装置在Χ、γ轴线上、音圈电机的外侧各采用I个大体积光栅测微仪进行该方向位置信息的测量与反馈，直接增大了快反装置Χ、γ轴方向的尺寸。因此，尽管这种快速反射镜的承载能力强、抗干扰效果突出，但小型化困难，其应用领域十分受限。
技术实现思路
为了克服现有刚性承载式快速反射镜小型化困难的不足，进一步拓展刚性承载式快速反射镜在车载、机载、舰载等领域的应用，本专利技术提供了一种音圈电机直接推动反射镜支撑板、4个电容传感器非X、Y轴线布置进行位置信息测量的小型化刚性承载式快速反射镜。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是一种小型化刚性承载式快速反射镜，包括平面反射镜、镜片压块、反射镜座、直线式音圈电机、关节轴承、轴承压环、圆螺母、电机支撑板、压缩弹簧、球面支撑座、弹簧座、调整垫片、滚珠、支撑基座、电容传感器。其中，音圈电机由线圈和磁座两部分组成；反射镜座包括反射镜支撑板、中心轴、滚珠孔和4个电容传感器测量凸台，中心轴与电容传感器测量凸台位于反射镜支撑板的同侧，且中心轴位于反射镜支撑板的对称中心处，4个电容传感器测量凸台以中心轴为中心均匀分布在X、Y轴的两条对称线上。平面反射镜通过镜片压块固连在反射镜支撑板的一侧表面，4个音圈电机的线圈以坐标原点为中心成“十”字均匀固连在反射镜支撑板的另一侧表面，Χ、Υ轴线上各2个，且距离坐标原点的距离与4个电容传感器测量凸台距离X或Y轴的距离相等。圆螺母与中心轴通过螺纹连接，并将关节轴承的内环紧固在中心轴上。轴承压环与支撑基座相固连，并将关节轴承的外环紧固在支撑基座上。电机支撑板固连在支撑基座的4个支柱上，4个音圈电机的磁座以坐标原点为中心成“十”字均勻固连在电机支撑板的一侧表面，Χ>Υ轴线上各2个，且距离坐标原点的距离与4个电容传感器测量凸台距离X或Y轴的距离相等。弹簧座通过调整垫片固连在电机支撑板的另一侧表面。球面支撑座位于弹簧座的中心孔中，并将压缩弹簧限制在弹簧座与球面支撑座之间，可以通过更换不同厚度的调整垫片来调节压缩弹簧的预紧力。滚珠位于反射镜座上的滚珠孔中，其直径比滚珠大O. 02mm,滚珠可在其中自由转动。球面支撑座的内球面在压缩弹簧的作用下与滚珠的外表面相切，以消除关节轴承内环与外环之间的间隙，同时为快速反射镜的运动部分提供二次支撑，进一步提高快速反射镜的承载能力。完成装配后，球面支撑座的内球面与关节轴承共球心。4个电容传感器固连在电机支撑板上，分别与反射镜座上的4个测量凸台正对，以间接测量反射镜座绕X、Y轴转动的角度，实现对平面反射镜转角的闭环控制。因此，平面反射镜、镜片压块、反射镜座、关节轴承的内环、圆螺母、滚珠和4个音圈电机的线圈组成了快速反射镜的转动部分。支撑基座、关节轴承的外环、轴承压环、电机支撑板、弹簧座、调整垫片、压缩弹簧、球面支撑座、电容传感器和4个音圈电机的磁座组成了快速反射镜的不动部分。由于音圈电机的磁座较线圈重3飞倍，因此，选择音圈电机的线圈与反射镜支撑板相固连，以减小快反装置运动部分的转动惯量。本专利技术的有益效果是本专利技术的小型化刚性承载式快速反射镜，采用音圈电机直接推动反射镜支撑板，减小了快速反射镜Z轴方向的尺寸；4个小型电容传感器与4个音圈电机交错分布，减小了快速反射镜X、Y轴方向的尺寸。从结构原理上保证了刚性承载式快速反射镜的小型化，有利于刚性承载式快速反射镜在环境恶劣、空间受限的场合应用。本专利技术的小型化刚性承载式快速反射镜，运动部分与支撑基座之间通过关节轴承 进行刚性连接，继承了刚性支撑式快速反射镜承载能力大，抗干扰能力强的优点。本专利技术的小型化刚性承载式快速反射镜，采用压缩弹簧实现球面支撑座和滚珠对快速反射镜运动部分的二次支撑，更易于系统装调与质量控制。本专利技术的小型化刚性承载式快速反射镜，采用电容传感器差动式测量，即系统每一次的反馈信息均由4个传感器差分获得，提高了控制系统的测量精度。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图I是本专利技术快速反射镜的组成结构图。图2是图I的A-A向剖视图。图3是反射镜座的组成结构图。图4是支撑基座的组成结构图。图中的附图标记表示为1_平面反射镜；2_镜片压块；3_反射镜座；4_直线式音圈电机；5_关节轴承；6_轴承压环；7_圆螺母；8_电机支撑板；9_压缩弹簧；10-球面支撑座；11-弹簧座；12-调整垫片；13_滚珠；14-支撑基座；15-第一电容传感器；16-第二电容传感器；17_第三电容传感器；18_第四电容传感器；31_反射镜支撑板；32_中心轴；33_滚珠孔；34_电容传感器测量凸台；41_音圈电机的线圈；42_音圈电机的磁座；51_关节轴承内环；52_关节轴承外环；4a-第一音圈电机；4b-第二音圈电机；4c_第三音圈电机；4d_第四音圈电机；141-支柱;mm-X、Y轴的第一对称线；nn_X、Y轴的第二对称线。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做以详细说明。参照图I 4，本专利技术的小型化刚性承载式快速反射镜，包括平面反射镜I、镜片压块2、反射镜座3、第一音圈电机4a、第二音圈电机4b、第三音圈电机4c、第四音圈电机4d、关节轴承5、轴承压环6、圆螺母7、电机支撑板8、压缩弹簧9、球面支撑座10、弹簧座11、调整垫片12、滚珠13、支撑基座14、第一电容传感器15、第二电容传感器16、第三电容传感器17、第四电容传感器18。其中，音圈电机4由线圈41和磁座42两部分组成；反射镜座3包括反射镜支撑板31、中心轴32、滚珠孔33和4个电容传感器测量凸台34，中心轴32与电容传感器测量凸台34位于反射镜支撑板31的同侧，且中心轴32位于反射镜支撑板31的对称中心处，4个电容传感器测量凸台34以中心轴32为中心均匀分布于X、Y轴的第一对称线_和第二对称线nn上。平面反射镜I通过镜片压块2固连在反射镜支撑板31的一侧表面，4个音圈电机4的线圈41以坐标原点O为中心成“十”字均匀固连在反射镜支撑板31的另一侧表面，X、Y轴线上各2个，且距离坐 标原点O的距离与4个电容传感器测量凸台34距离X或Y轴的距离相等。圆螺母7与中心轴32通过螺纹连接，并将关节轴承5的内环51紧固在中心轴32上。轴承压环6与支撑基座14相固连，并将关节轴承5的外环52紧固在支撑基座14上。电机支撑板8固连在支撑基座14的4个支柱141上，4个音圈电机的磁座42以坐标原点O为中心成“十”字均勻固连在电机支撑板8的一侧表面，X、Y轴线上各2个，且距离坐标原点O的距离与4个电容传感器测量凸台34距离X或Y轴的距离相等。弹簧座11通过调整垫片12固连在电机支撑板8的另一侧表面。球面支撑座10位于弹簧座11的中心孔中，并将压缩弹簧9限制在弹簧座11与球面支撑座10之间，可以通过更换不同厚度的调整垫片12来调节压缩弹簧9的预紧力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型化刚性承载式快速反射镜，其特征在于，包括：平面反射镜（1）、镜片压块（2）、反射镜座（3）、4个音圈电机（4）、关节轴承（5）、轴承压环（6）、圆螺母（7）、电机支撑板（8）、压缩弹簧（9）、球面支撑座（10）、弹簧座（11）、调整垫片（12）、滚珠（13）、支撑基座（14）、4个电容传感器；每个音圈电机（4）分别包括线圈（41）和磁座（42）；电机支撑板（8）固连在支撑基座（14）的4个支柱（141）上，4个音圈电机（4）的磁座（42）以坐标原点O为中心成“十”字均匀固连在电机支撑板（8）的一侧表面，X、Y轴线上各2个，且距离坐标原点O的距离与4个电容传感器测量凸台（34）距离X或Y轴的距离相等；弹簧座（11）通过调整垫片（12）固连在电机支撑板（8）的另一侧表面；球面支撑座（10）位于弹簧座（11）的中心孔中，并将压缩弹簧（9）限制在弹簧座（11）与球面支撑座（10）之间；反射镜座（3）包括反射镜支撑板（31）、中心轴（32）、滚珠孔（33）和4个电容传感器测量凸台（34），中心轴（32）与电容传感器测量凸台（34）位于反射镜支撑板（31）的同侧，且中心轴（32）位于反射镜支撑板（31）的对称中心处；4个电容传感器测量凸台（34）以中心轴（32）为中心均匀分布于X、Y轴的第一对称线mm和第二对称线nn上；平面反射镜（1）通过镜片压块（2）固连在反射镜支撑板（31）的一侧表面，4个音圈电机（4）的线圈（41）以坐标原点O为中心成“十”字均匀固连在反射镜支撑板（31）的另一侧表面，X、Y轴线上各2个，且距离坐标原点O的距离与4个电容传感器测量凸台（34）距离X或Y轴的距离相等；圆螺母（7）与中心轴（32）通过螺纹连接，并将关节轴承（5）的内环（51）紧固在中心轴（32）上；轴承压环（6）与支撑基座（14）相固连，并将关节轴承（5）的外环（52）紧固在支撑基座（14）上。...

【技术特征摘要】
1.一种小型化刚性承载式快速反射镜，其特征在于，包括平面反射镜(I)、镜片压块(2)、反射镜座(3)、4个音圈电机(4)、关节轴承(5)、轴承压环(6)、圆螺母(7)、电机支撑板(8)、压缩弹簧(9)、球面支撑座(10)、弹簧座(11)、调整垫片(12)、滚珠(13)、支撑基座 (14)、4个电容传感器；每个音圈电机(4)分别包括线圈(41)和磁座(42);电机支撑板(8)固连在支撑基座 (14)的4个支柱(141)上，4个音圈电机(4)的磁座(42)以坐标原点O为中心成“十”字均匀固连在电机支撑板(8)的一侧表面，X、Y轴线上各2个，且距离坐标原点O的距离与4个电容传感器测量凸台(34)距离X或Y轴的距离相等；弹簧座(11)通过调整垫片(12)固连在电机支撑板(8)的另一侧表面；球面支撑座(10)位于弹簧座(11)的中心孔中，并将压缩弹簧(9)限制在弹簧座(11)与球面支撑座(10)之间；反射镜座(3)包括反射镜支撑板(31)、中心轴(32)、滚珠孔(33)和4个电容传感器测量凸台(34)，中心轴(32)与电容传感器测量凸台(34)位于反射镜支撑板(31)的同侧，且中心轴(32)位于反射镜支撑板(31)的对称中心处；4个电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐新行，王兵，韩旭东，庄昕宇，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：