[发明专利]同步带驱动的旋转双棱镜集成机构

说明书

本发明涉及一种同步带驱动的旋转双棱镜机构，由棱镜‑镜框总成和电机及传动部分组成。所述旋转双棱镜采用两个伺服电机驱动同步轮，通过同步带传动分别驱动两个楔形棱镜绕中心轴旋转，实现在平面范围内的对准、跟踪及扫描等要求。所述棱镜‑镜框总成由上外壳、深沟球轴承、大同步轮、同步带、轴用弹性卡簧、孔用弹性卡簧、楔形棱镜、楔形块、压紧环、夹固环和下外壳组成。所述电机与传动部分由座上盖、底座侧盖、伺服电机、电机座、小同步轮和底座组成。本发明易于控制光束传播方向，噪音小，运动平稳，控制方便。

技术领域

本发明涉及一种同步带轮驱动的旋转棱镜机构，可用于精密工程领域的高精度角度扫描，位置跟踪及目标指向。

背景技术

旋转双棱镜机构在精密光电跟踪领域中具有广泛的用途。可以实现高精度的光学跟踪、扫描、以及相机视场的扩大，光学避障，激光通信等。

在先技术（李安虎等专利，申请号：200510026553.5，申请日2005年6月“双光楔光束偏转机械装置”）中，提出了直线电机直接顶进驱动的方式,运动中属于变负载系统，不仅控制精度难以保证，而且难以克服回位弹簧和顶杆等在运动中产生的摩擦和影响。

在先技术（李安虎等专利，申请号：201310072421.0，申请日2013年3月“同步带驱动旋转棱镜装置”）中，提出了同步带驱动旋转棱镜的结构。其主要描述了单个棱镜的同步带驱动机构，组成双棱镜系统时需要两套装置对中布置。其伺服电机外置，通过联轴器连接小带轮，不仅占用空间大，造型不美观实用，而且十分容易受到外界干扰，造成元件受扰动，影响控制精度。由于双棱镜分体布置，难以保证较高的同心度，会引起一定的对中误差。此外，其轴承通过挡圈固定，造成装置轴向尺寸增大，棱镜中心距增大，棱镜可用径向尺寸减小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同步带轮驱动的旋转双棱镜集成机构，实现对目标的跟踪扫描和相机视场的扩大。同时，采用同步带轮驱动可以提升棱镜转速，减小噪音，以此克服在先技术的不足之处。

本发明提出的同步带驱动的旋转棱镜集成机构，包括第一夹固环1、上外壳2、第二夹固环23、下外壳24、棱镜与镜框总成和电机及传动机构；其中：

所述棱镜与镜框总成有２个，其结构相同，包括轴用弹性卡簧、两个深沟球轴承、压紧环、大同步轮、楔形块、同步带、楔形棱镜、轴用弹性卡簧和孔用弹性卡簧，楔形棱镜安装于大同步轮内部孔内，楔形棱镜的平面与大同步轮的台阶面相接触，通过楔形块对楔形棱镜压紧安装，楔形块与楔形棱镜相互契合，形成楔形块-棱镜对，楔形块-棱镜对的两侧均为平面，方便安装；大同步轮的内部开有螺纹槽，压紧环通过其上的外螺纹拧入大同步轮内，实现对楔形块-棱镜对的压紧，从而使楔形棱镜和楔形块固定安装；大同步轮的外侧两边对称分布有一个深沟球轴承，深沟球轴承的内圈与大同步轮之间为过盈配合，其一侧抵住大同步轮上加工的轴肩，另一侧通过轴用弹性卡簧进行固定；所述轴用弹性卡簧固定于大同步轮两侧的凹槽内；大同步轮的轮齿上套上同步带即完成棱镜总成的安装；下外壳24所开的槽内安装有两个孔用弹性卡簧，其目的是为了挡两个棱镜与镜框总成的靠内安装的深沟球轴承外圈的一侧；一个深沟球轴承外圈的另一侧由上外壳1和第一夹固环2进行固定，另一个深沟球轴承外圈的另一侧由下外壳24和第二夹固环23进行固定；将两个棱镜与镜框总成对称安装入下外壳24内，合上上外壳2；上外壳2和下外壳24两侧通过螺钉安装第一夹固环1、第二夹固环23，上外壳2和下外壳24侧部通过螺钉相互连接，即完成棱镜与镜框总成的装配；