[发明专利]一种二维大角度快速偏转反射镜

说明书

一种二维大角度快速偏转反射镜，包括反射镜组件、支撑组件、驱动组件、传感器组件及基座，支撑组件为自制球轴承，能够绕球心自由转动，通过圆锥螺旋弹簧进行预紧，使其在没有驱动外力的情况下能够保持在初始零角度位置，驱动组件采用四个音圈电机作为驱动原件，音圈电机的球心与支撑组件的球心相重合，音圈电机推动支撑组件二维转动，音圈电机的磁钢与线圈的间隙始终为定值，相互不会发生碰撞，能够产生相当大的偏转角度，支撑组件与驱动组件的球心位于平面反射镜的反射表面上，因此，反射镜的两个相互垂直的偏转轴位于反射镜表面上，快速偏转反射镜过程中，能够消除由于偏转轴与反射镜表面不重合带来的反射光束的平移，提高光束的控制精度。

技术领域

本发明涉及精密光学机械结构设计技术领域，特别涉及一种二维大角度快速偏转反射镜。

背景技术

快速偏转反射镜作为快速精准控制光束指向的部件，在航空、航天和工业等领域的应用愈发广泛，快速偏转反射镜在光学系统中的作用主要有稳定视轴和像移补偿等。目前来说，快速偏转反射镜的驱动元件主要采用压电陶瓷和直线式音圈电机，对于像移补偿等大角度的应用场景，常采用直线式音圈电机来驱动快速偏转反射镜，但是随着偏转角度的增大，直线式音圈电机的磁钢与线圈会发生碰撞，以致损坏音圈电机。因此，需要设计一种大角度的快速偏转反射镜。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种二维大角度快速偏转反射镜，偏转角度达到十几度甚至几十度，音圈电机的磁钢与线圈不会发生碰撞，同时在偏转过程中磁钢与线圈的气隙不发生改变，音圈电机输出力矩不会随偏转角度产生变化。

一种二维大角度快速偏转反射镜，包括反射镜组件、支撑组件、驱动组件、传感器组件及基座，其特征在于，所述反射镜组件包括反射镜及用于安装所述反射镜的反射镜座，所述支撑组件上端通过螺钉与所述反射镜座连接，所述支撑组件下端通过螺钉与所述基座连接，所述驱动组件的一端与所述反射镜座的背部连接，所述驱动组件的另一端与所述基座连接，所述基座上设有安装孔，所述传感器组件设置在所述安装孔内，所述传感器组件朝向所述反射镜座并检测所述反射镜产生的位移。

优选地，所述反射镜组件还包括压块，所述反射镜的四个角设有四个下凹安装平面，所述反射镜通过所述压块用螺钉将所述反射镜的四个下凹安装平面压紧于所述反射镜座中。

优选地，所述支撑组件包括轴承内圈,、钢珠、轴承外圈、螺柱、圆锥螺旋弹簧、垫片及螺母，所述轴承内圈为外凸球面结构，所述轴承外圈为内凹球面结构，所述轴承外圈的内凹球面上设有球窝，所述钢球安装于所述球窝内，所述轴承内圈与所述轴承外圈之间装配所述钢珠，所述螺柱一端与所述轴承内圈连接，所述轴承外圈设有中心锥孔，所述螺柱另一端由所述轴承外圈内凹球面穿过所述中心锥孔，所述圆锥螺旋弹簧和所述垫片设有与所述螺柱相适配的通孔，且所述螺柱的另一端穿过所述通孔，所述螺母安装在所述螺柱上，拧紧所述螺母通过所述圆锥螺旋弹簧与所述垫片将所述轴承内圈、所述钢珠及所述轴承外圈压紧。

优选地，所述轴承内圈的球心与所述轴承外圈的球心相重合。

优选地，所述基座上设有圆柱法兰，所述支撑组件通过螺钉固定于所述圆柱法兰内。

优选地，所述驱动组件采用音圈电机，所述音圈电机包括磁钢和线圈，所述磁钢拆分为两部分，所述磁钢中间具有磁力线，将所述线圈安装于所述磁力线中，所述磁钢与所述线圈均为球面形状。

优选地，所述磁钢的一端设有定位柱，所述定位柱安装于所述反射镜座的背部，所述基座上设有凹槽，所述磁钢另一端安装于所述凹槽内，所述线圈两端设有螺纹孔，所述基座上对称设置四个安装座，所述线圈通过螺纹孔安装于所述安装座上。

优选地，安装后所述音圈电机的球心相重合，所述音圈电机的球心与所述支撑组件的球心相重合。

优选地，所述安装孔为四个，所述传感器组件为四个。