[发明专利]实现粗精两级扫描的转动棱镜装置

摘要

本发明涉及一种实现粗精两级扫描的转动棱镜装置，包括棱镜及内外镜框总成、蜗轮蜗杆运动机构、旋转电机、偏摆电机及转动半轴总成、消隙电机及消隙齿轮总成、旋转编码器总成、偏摆编码器总成、矩形框架和机座，旋转电机通过蜗轮蜗杆机构驱动棱镜及内外镜框总成实现全圆周旋转，偏摆电机直接耦合矩形框架实现棱镜及内外镜框总成的偏摆运动，整个装置安装在机座上。本发明所述棱镜通过蜗轮蜗杆驱动实现全圆周大范围旋转，满足动态光束的粗扫描要求，所述旋转运动机构和偏摆运动机构嵌套组合，在单套装置中巧妙的实现了粗精扫描功能的集成，避免了粗精扫描分离设计带来的空间结构分散，且系统的粗精误差项难以分离和溯源修正的问题。

主权项

实现粗精两级扫描的转动棱镜装置，其特征在于包括棱镜及内外镜框总成、蜗轮蜗杆运动机构、旋转电机、偏摆电机及转动半轴总成、消隙电机及消隙齿轮总成、旋转编码器总成、偏摆编码器总成、矩形框架和机座，其中：所述棱镜及内外镜框总成包括棱镜(1)、楔形块(41)、内镜筒(46)、外镜筒、滚动轴承、联结轴和固定板：棱镜(1)和楔形块(41)位于内镜筒(46)内，棱镜(1)的楔面侧通过楔面侧衬垫(43)连接楔形块(41)，楔形块(41)的平面侧通过楔形块挡圈(40)固定于内镜筒(46)内；棱镜(1)的平面侧设有平面侧衬垫(42)，并通过棱镜挡圈(45)固定于内镜筒(46)内；内镜筒(46)通过第五滚动轴承(34)和第六滚动轴承(35)分别支撑在第一外镜筒(16)和第二外镜筒(36)的内圆周面上；第五滚动轴承(34)和第六滚动轴承(35)的内圈由蜗轮蜗杆运动机构上的蜗轮(4)两侧台阶限位，第五滚动轴承(34)的外圈由第一外镜筒(16)的内台阶和第五滚动轴承挡圈(50)限位，第六滚动轴承(35)的外圈由第二外镜筒(36)的内台阶和第六滚动轴承挡圈(39)限位；第一外镜筒(16)两端分别固定第一联结轴(10)和第二联结轴(11)，第一联结轴(10)和第二联结轴(11)上分别固定在第一固定板(47)和第二固定板(27)上；第二外镜筒(36)两端分别固定第三联结轴(37)和第四联结轴(38)，第三联结轴(37)和第四联结轴(38)上分别固定在第三固定板(48)和第四固定板(49)；第一固定板(47)、第二固定板(27)、第三固定板(48)和第四固定板(49)固定于矩形框架(2)上两侧内；所述蜗轮蜗杆机构包括蜗轮(4)、蜗杆(5)、旋转电机(7)和滚动轴承: 蜗杆(5)和蜗轮(4)啮合，蜗杆(5)通过第二滚动轴承(22)和第三滚动轴承(25)支撑在矩形框架(2)的两侧；第二滚动轴承(22)的内圈由蜗杆(5)的轴上台阶限位，外圈分别由第三挡圈(20)和第四挡圈(21)限位固定；第三滚动轴承(25)的内圈由蜗杆(5)的轴上台阶限位，外圈两侧面分别由第五挡圈(23)和第六挡圈(24)限位固定；第三挡圈(20)、第四挡圈(21)、第五挡圈(23)和第六挡圈(24)都固定在矩形框架(2)上；蜗杆(5)上端联结旋转电机(7)的动子上，旋转电机(7)的定子安装在矩形框架(2)上；所述偏摆电机及转动半轴总成包括偏摆电机(6)、偏摆轴左段(8)和偏摆轴右段(9)：偏摆电机(6)的动子安装在偏摆轴左段(8)上；偏摆轴左段(8)端部通过轴上台阶刚性固定在矩形框架(2)的孔内，偏摆轴左段(8)中间部分通过第一滚动轴承(18)支撑在机架(3)的孔内；第一滚动轴承(18)的内圈由偏摆轴左段(8)的轴上台阶限位，外圈坐落在机架(3)的孔内圆周面上，第一滚动轴承(18)外圈两侧面分别由第一挡圈(17)和第二挡圈(19)限位固定；第一挡圈(17)和第二挡圈(19)分别固定在机架(3)上；偏摆电机(6)的定子固定在机架(3)上，偏摆轴右段(9)端部通过轴上台阶刚性固定在矩形框架(2)的孔内，偏摆轴右段(9)中间部分通过第四滚动轴承(29)支撑在机架(3)的孔内；第四滚动轴承(29)的内圈由偏摆轴右段(9)的轴上台阶限位，外圈坐落在机架(3)的孔内圆周面上，第四滚动轴承(29)外圈两侧面分别由第七挡圈(31)和第八挡圈(32)限位固定；第七挡圈(31)和第八挡圈(32)分别固定在机架3上；所述的消隙电机及消隙齿轮总成包括消隙电机(12)、消隙主动齿轮(13)电机支架(28)和消隙被动齿轮(33)：消隙电机(12)通过电机支架(28)固定在矩形框架(2)上，消隙电机(12)输出轴固定在联轴器(44)输入端，联轴器(44)输出端固定在消隙主动齿轮(13)上；消隙主动齿轮(13)和消隙被动齿轮(33)啮合；所述的旋转编码器总成包括第二编码器(15)和第二读数头(26)：第二编码器(15)固定在蜗杆(5)的轴下端面上，第二读数头(26)固定在第六挡圈(24)上；所述的偏摆编码器总成包括第一编码器(14)和第一读数头(30)：第一编码器(14)固定在偏摆轴右段(9)的端面上，第一读数头(30)固定在第七挡圈(31)上。