[实用新型]一种基于空心电主轴的激光光束旋转装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光束运动控制技术领域，尤其涉及一种基于空心电主轴的控制光束进行高速旋转的激光光束旋转装置。 

背景技术

在现有技术中，激光光束旋转装置的驱动装置，一般都采用电机皮带传动的方式。由于皮带传动受到皮带运动最高线速度以及皮带弯曲疲劳极限的影响和限制，因而皮带传动不适合于小弯曲半径、高速传动或者长期工作的领域。 

本领域技术人员通常将激光光束旋转装置安装在轴承座上，但一方面，由于在连续运转过程中滚动轴承存在滚动摩擦，摩擦产生热量，使得零件温度升高，由此带来的热胀冷缩的影响，另一方面，由于轴承本身特殊结构设计，高速运转时会伴随着产生震动和噪声，这些震动和噪声降低旋转的精度。由上述可知，普通滚动轴承满足不了高速高精度长期运转领域的使用要求。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够控制激光束进行高速和高精度旋转运动的激光光束旋转装置。 

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于空心电主轴的激光光束旋转装置，包括透射光学模块、空心电主轴电机，所述所述空心电主轴电机的转子包括轴向空心的空心电主轴和围绕在所述空心电主轴上的电磁感应线圈，所述空心电主轴电机定子内设有与所述空心电主轴上电磁感应线圈进行电磁感应作用的线圈；所述空心电主轴的轴向方向上设有透射光 学模块，所述空心电主轴与所述透射光学模块固定连接，透射光学模块随空心电主轴一起旋转，所述透射光学模块用于对发射到该透射光学模块上的光束进行旋转调制，所述空心电主轴电机为气浮空心电主轴电机或者液压空心电主轴电机或者磁浮空心电主轴电机或者陶瓷轴承空心电主轴电机。 

当所述空心电主轴电机的空心电主轴安装在气浮轴承上，该空心电主轴电机也称为气浮空心电主轴电机。所述气浮轴承是指通过在轴承腔内导入压力空气实现空心电主轴在空气中悬浮的轴承。所述气浮轴承轴承腔内泄压的缝隙极小，保证了空心电主轴的高精度悬浮转动，并可以稳定地高精度地旋转，具备高转速、高精确度、无摩擦力、无磨损、不需要润滑油、有卓越的速度控制性能、结构紧凑、重量轻、振动小、噪声低、惯性小响应快等优点。 

当所述空心电主轴电机的空心电主轴安装在液体动静压轴承上，该空心电主轴电机也称为液压空心电主轴电机。所述液体动静压轴承是指一种靠外部供给恒定压力油、在轴承内建立使电主轴从起动到停止始终悬浮高压静压承载油膜的轴承。所述液体动静压轴承具有没有磨损、使用寿命长、起动功率小、在极低（甚至为零）的速度下也能应用的特点。此外，这种轴承还有旋转精度高、油膜刚度大、能抑制油膜震荡等优点。所述液压空心电主轴电机，由于采用了液体动静压轴承，因此具备很高的刚度和阻尼，具备较高转速和使用寿命。 

当所述空心电主轴电机的空心电主轴安装在电磁悬浮轴承上，该空心电主轴电机也称为磁浮空心电主轴电机。所述电磁悬浮轴承是一种利用电磁力将电主轴悬浮于空间实现非接触式支承的轴承,具有无摩擦、无需润滑、无油污染、能耗低、噪声小、寿命长等优点,特别适用于真空、超静室、高速等特殊环境中。所述磁浮空心电主轴电机，由于采用电磁悬浮轴承，因此具备高速性能好，精度高，容易实现诊断和在线监控等优点。 

当所述空心电主轴电机的空心电主轴安装在陶瓷轴承上，该空心电主轴 电机也称为陶瓷轴承空心电主轴电机。所述陶瓷轴承是指轴承的滚动体使用陶瓷球，轴承套圈仍为钢圈的轴承，陶瓷轴承标准化程度高，在满足一定转速的条件下，具备成本低结构简单的优点。所述陶瓷轴承空心电主轴电机的空心电主轴安装在陶瓷轴承上，该陶瓷轴承的转速在每分钟一万转以上。 

进一步，所述透射光学模块为一个或者多个串联透射平板光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联透射棱镜光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联衍射体光栅光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联光楔光学元件；或者，所述透射光学模块为一个或者多个串联玻片光学元件；或者，所述透射光学模块为上述多种形式的光学元件的组合。 

进一步，所述空心电主轴电机与电机控制模块连接，所述电机控制模块用于控制所述空心电主轴电机运转，并根据空心电主轴电机运转状态，向外部设备输出该空心电主轴电机运转状态信息。