[发明专利]一种小型化刚性承载式快速反射镜

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

中国发明专利“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X、Y轴线上、音圈电机的外侧各采用1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X、Y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。

发明内容

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，本发明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。

本发明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，X、Y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”字均匀固连在电机支撑板的一侧表面，X、Y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0.02mm，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3~5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。

本发明的有益效果是：

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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发明作进一步详细说明。

图1是本发明快速反射镜的组成结构图。