CN106707458A - 一种激光微波反射镜面控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种激光微波反射镜面控制装置,包括反射镜面、镜面推杆、极向电机、环向电机和控制器,反射镜面上配合有U型支架,反射镜面上其中二个相对的边通过旋转轴和轴承固定在U型支架上,镜面推杆包括同心的极向推杆和环向推杆,环向推杆与U型支架底部连接,极向推杆通过连接件与反射镜面背面连接、控制其在U型支架上翻转,极向电机与极向推杆连接,环向电机通过丝杠和齿轮箱与环向推杆连接且相互垂直,所述的极向电机与环向电机内均装有编码器。本发明克服了现有技术的不足,通过检测步进电机的位置来计算出反射后的激光的方向,控制方便且进准,同时设备简单、维护方便,适用范围广阔。
Description
技术领域
本发明涉及激光微波发射角度技术领域,具体属于一种激光微波反射镜面控制装置。
背景技术
激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。
光是从组成物质的原子中发射出来的,原子获得能量后处于不稳定状态(也就是激发状态),它会以光子的形式把能量发射出去。而激光,就是被引诱(激发)出来的光子队列,这光子队列中的光子们,光学特性一样,步调极其一致。打个比方就是,普通光源,比如电灯泡发出来的光子各不同,而且会各个方向乱跑,很不团结,但是激光中的光子们则是心往一处想,劲往一处使,这导致它们所向披靡,威力很大,以至于,人们过去常把激光称为“死光”。
激光最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组成的缩写词。意思是“通过受激辐射光扩大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的主要过程,激光的原理早在1916年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激辐射”改称“激光”。激光应用很广泛,主要有激光打标、激光焊接、激光切割、光纤通信、激光光谱、激光测距、激光雷达、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矫视、激光美容、激光扫描、激光灭蚊器等。
但是现有的激光均通过移动激光发射体来改变激光发射方向,但是由于部分大功率激光放射体体积比较大,移动起来相对比较困难,现需要一种新的方法来控制其放射方向。
发明内容
本发明的目的是提供了一种激光微波反射镜面控制装置,克服了现有技术的不足,主要通过控制反射镜面的转角来控制微波功率注入方向,反射镜面转动采用步进电机带动丝杠,丝杠推动镜面转动的方式来改变微波传输方向,微波系统传输系统总计有4路镜面转动系统,每路镜面的转动由两个步进电机进行控制(一个环向控制,一个极向控制),通过检测步进电机的位置来计算出反射后的激光的方向,控制方便且进准,同时设备简单、维护方便,适用范围广阔。
为解决上述问题,本发明所采取的技术方案如下:
一种激光微波反射镜面控制装置,包括反射镜面、镜面推杆、极向电机、环向电机和控制器,所述的反射镜面上配合有U型支架,所述的反射镜面上其中二个相对的边通过旋转轴和轴承固定在U型支架上,所述的镜面推杆包括同心的极向推杆和环向推杆,所述的环向推杆与U型支架底部连接,所述的极向推杆通过连接件与反射镜面背面连接、控制其在U型支架上翻转,所述的极向电机与极向推杆连接,所述的环向电机通过丝杠和齿轮箱与环向推杆连接且相互垂直,所述的极向电机与环向电机内均装有编码器,所述的极向电机、环向电机和编码器均与控制器连接被其控制。
进一步,所述的极向电机与环向电机均为步进电机。
进一步,所述的极向电机与极向推杆平行。
进一步,所述的环向电机与环向推杆相互垂直。
本发明与现有技术相比较,本发明的实施效果如下:
本发明所述一种激光微波反射镜面控制装置,通过检测步进电机的位置来计算出反射后的激光的方向,控制方便且进准,同时设备简单、维护方便,适用范围广阔。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2极向推杆与镜面转角关系简图。
图3环向推杆与镜面转角关系简图。
图4镜面中心法线极向角与反射光线极向角关系。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述,但本发明不仅限于这些实例,在为脱离本发明宗旨的前提下,所为任何改进均落在本发明的保护范围之内。
如图所示,本发明所述的一种激光微波反射镜面控制装置,包括反射镜面1、镜面推杆2、极向电机3、环向电机4和控制器6,所述的反射镜面2上配合有U型支架5,所述的反射镜面1上其中二个相对的边通过旋转轴和轴承固定在U型支架5上,所述的镜面推杆2包括同心的极向推杆22和环向推杆21,所述的环向推杆21与U型支架5底部连接,所述的极向推杆22通过连接件51与反射镜面1背面连接、控制其在U型支架5上翻转,所述的极向电机3与极向推杆22连接,所述的环向电机4通过丝杠71和齿轮箱7与环向推杆21连接且相互垂直,所述的极向电机3与环向电机4内均装有编码器,所述的极向电机3、环向电机4和编码器均与控制器6连接被其控制;所述的极向电机3与环向电机4均为步进电机;所述的极向电机3与极向推杆22平行;所述的环向电机4与环向推杆21相互垂直。
推杆位移与反射光线角度关系:
(1)、极向推杆与镜面转角关系
如图所示已知:AB=40,BC=132,CD=33,OD=33,AB⊥OA,CD⊥OD令常量AB=a1,BC=a2,CD=a3,OD=a4,OC=a34,且有AB⊥OA,CD⊥OD
设变量OB=au,OA=u,求当AE水平移动时,α'与u的关系。
则有三角形关系公式得:
a1 2+u2=au 2 (1-1)
a2 2=au 2+a34 2-2au·a34cos∠BOC (1-2)
a34 2=a3 2+a4 2 (1-3)
则有(1-1)(1-2)(1-3)式可得:
又tan∠COD=a3/a4 (1-5)
tan∠AOB=a1/u (1-6)
α"=π-∠COD-∠BOC-∠AOB (1-7)
联立(1-4)(1-5)(1-6)(1-7)式,可得:
考虑到角度的方向性,设以水平方向为起点,逆时针为正,顺时针为负,则有:
对于下部(1#和2#)镜组
对于上部(3#和4#)镜组
所以可得:
对于下部(1#和2#)镜组
对于上部(3#和4#)镜组
(2)、环向推杆与镜面转角关系
令常量AB=b1,OB=b2,AD=b3,且有AD⊥OD
设变量AA'=v,OA=bv,求当AC上下运动时。β'与v的关系
有三角形关系可得:
b1 2=bv 2+b2 2-2b2bvcos∠AOB (2-2)
v2+b3 2=bv 2 (2-3)
则有(2-2)(2-3)式,可得:
又,对于1#和4#镜组
β"=∠AOB-∠AOA'=∠AOB-∠OAD (2-5(1))
对于2#和3#镜组
β"=∠AOA'-∠AOB=∠OAD-∠AOB (2-5(2))
β'=β" (2-6)
联立(2-1)(2-4)(2-5)(2-6)式,可得:
对于1#和4#镜组
对于2#和3#镜组
(3)、镜面转角与反射光线角度关系
有上节计算结果可知:
镜架环向角为(逆时针为正):
镜架环向角为零时,镜面法线极向角为(仰角为正):
如上图,设镜面转动中心到投射面的距离为X=L,则镜面法线在投射面上的坐标为(X,Y,Z):
那么设镜面法线的极向角和环向角分别为α和β,则有
设反射光线的极向角和环向角分别为θ和
如图,在平面POP'Q上,有几何关系可得
∠POQ=QOP' (3-3)
对于下部(1#和2#)镜组
对于上部(3#和4#)镜组
又有:
所以可得:对于下部(1#和2#)镜组
对于上部(3#和4#)镜组
于是有:
对于下部(1#和2#)镜组
对于上部(3#和4#)镜组
推导完毕。
Claims (4)
1.一种激光微波反射镜面控制装置,其特征在于:包括反射镜面(1)、镜面推杆(2)、极向电机(3)、环向电机(4)和控制器(6),所述的反射镜面(2)上配合有U型支架(5),所述的反射镜面(1)上其中二个相对的边通过旋转轴和轴承固定在U型支架(5)上,所述的镜面推杆(2)包括同心的极向推杆(22)和环向推杆(21),所述的环向推杆(21)与U型支架(5)底部连接,所述的极向推杆(22)通过连接件(51)与反射镜面(1)背面连接、控制其在U型支架(5)上翻转,所述的极向电机(3)与极向推杆(22)连接,所述的环向电机(4)通过丝杠(71)和齿轮箱(7)与环向推杆(21)连接且相互垂直,所述的极向电机(3)与环向电机(4)内均装有编码器,所述的极向电机(3)、环向电机(4)和编码器均与控制器(6)连接被其控制。
2.根据权利要求1所述的一种激光微波反射镜面控制装置,其特征在于:所述的极向电机(3)与环向电机(4)均为步进电机。
3.根据权利要求1所述的一种激光微波反射镜面控制装置,其特征在于:所述的极向电机(3)与极向推杆(22)平行。
4.根据权利要求1所述的一种激光微波反射镜面控制装置,其特征在于:所述的环向电机(4)与环向推杆(21)相互垂直。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710187405.4A CN106707458A (zh) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 一种激光微波反射镜面控制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN201710187405.4A CN106707458A (zh) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 一种激光微波反射镜面控制装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN106707458A true CN106707458A (zh) | 2017-05-24 |
Family
ID=58886825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CN201710187405.4A Pending CN106707458A (zh) | 2017-03-27 | 2017-03-27 | 一种激光微波反射镜面控制装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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CN (1) | CN106707458A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111755936A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-09 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 高精度光路准直反射镜调整机构及调整方法 |
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2017
- 2017-03-27 CN CN201710187405.4A patent/CN106707458A/zh active Pending
Non-Patent Citations (1)
Title |
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张立元等: "EAS TECRH系统天线转动镜面空间连杆驱动机构分析", 《机械设计与研究》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111755936A (zh) * | 2020-07-09 | 2020-10-09 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 高精度光路准直反射镜调整机构及调整方法 |
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