CN208953786U - 一种基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，包括壳体组件、反射镜、反射镜支架、十字柔性铰链组件、多个音圈电机和多个传感器；反射镜由反射镜支架支撑；反射镜支架通过十字柔性铰链组件与前壳前端基座连接，音圈电机包括固定连接于反射镜支架上的音圈电机线圈和设置于前壳前端基座凹槽内的音圈电机磁缸；传感器穿过前壳前端基座固定于前壳内部的传感器座。采用十字柔性铰链组件作为与反射镜支架直接接触的结构，约束了快速反射镜的自由度、减小了反射镜在运动过程与反射镜支架之间的间隙、实现了对反射镜偏转位置的粗调整；传感器通过接收反射镜位置的信号并将其反馈给控制系统，控制系统对音圈电机发出信号，实现了对反射镜位置的精调整。
Description
技术领域
本实用新型涉及光电扫描跟踪技术领域，具体涉及一种基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置。
背景技术
快速反射镜是一种工作在光源或接收器与目标之间用于调整和稳定光学系统视轴或光束指向的部件，通过采用音圈电机精确控制反射镜偏转方向从而精确控制光束偏转角度，用于实现反射镜的“偏转-倾斜”方位角度的快速调整，可用于光电领域的视轴稳定或扫描补偿等应用。由于其具有结构紧凑、响应速度快、工作带宽高、指向精度高等优点，被广泛应用在天文望远镜、自适应光学、像移补偿、自由空间光通信、精密跟踪等领域，成为光学系统中稳定光束和校正光束传播方向的关键性器件。
传统的快速反射镜，一般包括四个音圈电机。在每个旋转轴方向上采用两个音圈电机组成推拉式对，为反射镜提供平滑、均匀的扭矩。
现有技术方案中快速反射镜的柔性承载结构与反射镜镜座不能一直完全接触，造成柔性承载结构与反射镜镜座之间会存在间隙，特别是当反射镜镜座运动时，这种间隙不可避免。这种间隙的存在会影响快速反射镜的指向精度。
实用新型内容
(一)实用新型目的
为了减小现有的柔性承载式快速反射镜结构中柔性结构与反射镜镜座间的间隙，进一步提高柔性承载式快速反射镜的精度，本实用新型提供了一种基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，以十字柔性铰链组件作为音圈电机驱动的快速反射镜的支承结构。
(二)技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供了一种基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，包括壳体组件、反射镜1、反射镜支架2、十字柔性铰链组件4、多个音圈电机和多个传感器22；
所述壳体组件包括前壳8和后壳9，前壳8和后壳9连接在一起，前壳8上设置有前壳前端基座81和前壳后端基座82；
所述反射镜1由所述反射镜支架2支撑于所述前壳8的前端；所述反射镜支架2通过所述十字柔性铰链组件4与前壳前端基座81连接，所述前壳前端基座81位于所述前壳1的前端并与所述反射镜支架2相对；
每个所述音圈电机包括音圈电机线圈16和音圈电机磁缸17，所述音圈电机线圈16固定连接于所述反射镜支架2上，所述音圈电机磁缸17设置于前壳前端基座81的凹槽内，每个音圈电机磁缸17内设置有永磁体13；
每个所述传感器22穿过所述前壳前端基座81固定连接于传感器座10上，所述传感器座10的数量与所述传感器22相同；所述传感器座10为圆台形，截面积小的一端通过轴套24与所述传感器22连接，另一端穿过所述前壳后端基座82引出传感器22的线缆，所述线缆11汇聚成束并穿出所述后壳9。
在一些具体的实施例中，所述反射镜1的直径为一英寸。
在一些具体的实施例中，多个所述传感器座10之间设置有卡套结构20和导向固定片21。
在一些具体的实施例中，所述十字柔性铰链组件4包括十字柔性铰链轴座连接支架端18和十字柔性铰链轴座19；
所述十字柔性铰链轴座19通过紧固螺钉14与所述反射镜支架2固定连接，所述十字柔性铰链轴座连接支架端18设置于前壳前端基座81的凹槽内、并通过紧固螺钉14与前壳前端基座81连接。
在一些具体的实施例中，所述音圈电机包括四个音圈电机线圈16和四个音圈电机磁缸17，分别对称地设置于所述反射镜支架2上和前壳前端基座81的凹槽内。
在一些具体的实施例中，所述传感器22具有四个，分别间隔设置在所述四个音圈电机磁缸17之间。
在一些具体的实施例中，在所述前壳前端基座81上设置有至少一个镜托限位件7。
在一些具体的实施例中，每个音圈电机磁缸17的两边均设置一个镜托限位件7。
在一些具体的实施例中，所述反射镜支撑架2上设置有多个反射镜卡接件5，将所述反射镜1固定卡接于所述反射镜支撑架2表面。
在一些具体的实施例中，所述前壳8上设置有多个凸耳6，所述多个凸耳6位于音圈电机磁缸之间向外凸出。
综上所述，本实用新型提供了一种基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，包括壳体组件、反射镜、反射镜支架、十字柔性铰链组件、多个音圈电机和多个传感器；壳体组件包括前壳和后壳；反射镜由反射镜支架支撑；反射镜支架通过十字柔性铰链组件与前壳连接；每个音圈电机包括音圈电机线圈和音圈电机磁缸，音圈电机线圈固定连接于反射镜支架上，音圈电机磁缸设置于前壳的凹槽内；每个传感器穿过前壳固定连接于传感器座上，且传感器的线缆通过传感器座引出前壳后汇聚成束并穿出后壳。
(三)有益效果
本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
1、本实用新型提供的基于十字柔性铰链连接的快速反射镜，采用十字柔性铰链作为与反射镜支架直接接触的结构，用于约束快速反射镜的自由度；
2、十字柔性铰链旋转轴位于十字柔性铰链轴座连接支架端的尾孔中，减小快速反射镜在运动过程与快速反射镜支架之间的间隙，实现对反射镜偏转位置的粗调整；
3、导向固定片和卡套结构可以更好地保护线缆，防止快速反射镜组件的损伤；
4、电涡流传感器通过接收反射镜位置的信号并将其反馈给控制系统，控制系统对音圈电机发出信号，实现对反射镜位置的精调整；
5、音圈电机直接推动反射镜支架，减小了快速反射镜系统的尺寸，使整体结构更为紧凑。
附图说明
图1为本实用新型的一英寸十字柔性铰链快速反射镜装置的整体结构示意图；
图2是图1所示的快速反射镜装置的爆炸图；
图3是图2的爆炸图旋转一定角度后的示意图；
图4是图1的快速反射镜装置沿着反射镜中心轴平面方向的局部剖面图；
图5是图1的快速反射镜装置沿着反射镜中心轴平面方向的旋转90°剖面图；
图6是包含反射镜、线圈和十字柔性铰链组件的反射镜固定架的示意图；
图7是图1所示的快速反射镜装置去除反射镜、反射镜固定架及线圈后的示意图；
图8是十字柔性铰链组件的示意图；
图9是电涡流传感器与卡套结构及导向固定片的示意图。
附图标记：
1：反射镜；2：反射镜支架；3：磁缸；4：十字柔性铰链组件；5：反射镜卡接件；6：凸耳；7：镜托限位件；8：前壳；81：前壳前端基座；82：前壳后端基座；9：后壳；10：传感器座；11：线缆；12：传感器安装孔；13：永磁体；14：紧固螺钉；16：音圈电机线圈；17：音圈电机磁体；18：十字柔性铰链轴座连接支架端；19：十字柔性铰链轴座；20：卡套结构；21：导向固定片；22：传感器；23：十字柔性铰链旋转轴；24：轴套。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
本实用新型提供了一种基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1～3所示，本实用新型的1英寸十字柔性铰链快速反射镜主要包括：壳体组件、反射镜1、反射镜支架2、十字柔性铰链组件4、多个音圈电机、和多个传感器22以及各种紧固螺钉14。
图2和图3是图1的快速反射镜的爆炸图。从图中可以清晰地看到壳体组件包括前壳8和后壳9，前壳8和后壳9连接在一起，前壳8上设置有前壳前端基座81和前壳后端基座82。反射镜1由反射镜支架2支撑于前壳8的前端，具体的，反射镜支撑架2上设置有多个反射镜卡接件5，通过反射镜卡接件5将反射镜1固定卡接于反射镜支撑架2表面。反射镜支架2通过十字柔性铰链组件4与前壳前端基座81连接，前壳前端基座81位于前壳1的前端并与反射镜支架2相对。
每个音圈电机包括音圈电机线圈16和音圈电机磁缸17，音圈电机线圈16固定连接于反射镜支架2上，音圈电机磁缸17设置于前壳前端基座81的凹槽内，每个音圈电机磁缸17内设置有永磁体13。具体的，音圈电机线圈16和音圈电机磁缸17分别设置有四个。
每个传感器22穿过前壳前端基座81固定连接于传感器座10上，传感器座10的数量与传感器22相同；传感器座10为圆台形，截面积小的一端通过轴套24与传感器22连接，另一端穿过前壳后端基座82引出传感器22的线缆，线缆11汇聚成束并穿出后壳9。具体的，传感器22具有四个，并且沿着快速反射镜中心轴的轴心对称的分布在四周，且位于音圈电机磁缸17之间，传感器可以选用电涡流传感器，传感器座即为电涡流传感器座。如图9所示，电涡流传感器座10的一段通过轴套24与电涡流传感器22连接，另一端引出传感器的线缆并笼络到一起，防止线缆杂乱和损坏。工作时，电涡流传感器22通过电涡流效应原理实时测量测头到快速反射镜支架组件的距离，以此来判断快速反射镜的转动角度并将结果反馈到控制器进行实时反馈控制。
在前壳前端基座81上设置有至少一个镜托限位件7。具体的，每个磁缸的两边都有一个镜托限位件7，从图7可以清楚地看到镜托限位件7和音圈电机磁缸的位置关系。镜托限位件使反射镜支架组件无法继续向内移动，防止线圈完全进入磁缸内，也可以起到缓冲的作用，防止线圈组件损伤。
图4是图1的快速反射镜沿着反射镜中心轴平面方向的局部剖面图。图5是图1的快速反射镜沿着反射镜中心轴平面方向的旋转90°剖面图。图6是包含反射镜、线圈和十字柔性铰链组件的反射镜固定架的示意图。图7是图1所示的快速反射镜去除反射镜、反射镜固定架及线圈后的示意图。前壳8内包含音圈电机磁缸17以及永磁体13、十字柔性铰链轴座19、卡套结构20。磁缸与前壳8通过紧固螺钉14定位，前壳8和后壳9通过紧固螺钉14相连。从图4、图5和图9中可以看出还包括卡套结构20和导向固定片21，设置在多个传感器座10之间。卡套结构20具有倒角，作用是防止线缆拖拽以及被前壳内部锐角损伤，导向固定片21将所有的线缆沿着导向固定，起到整理和保护线缆的作用。
反射镜1通过胶结的方式或者设置反射镜卡接件5与反射镜支架2连接；反射镜支架2在外圆周上沿X-Y轴与四个结构相同的音圈电机线圈16相连接。
图8是十字柔性铰链组件4的结构示意图。十字柔性铰链组件4包括十字柔性铰链轴座19和十字柔性铰链轴座连接支架端18，其中十字柔性铰链轴座19通过紧固螺钉14与反射镜支架2紧固连接，十字柔性铰链轴座连接支架端18放置于前壳前端基座81的凹槽内，通过紧固螺钉14与其连接。在工作时，快速反射镜的旋转会带动十字柔性铰链旋转轴23旋转，可以对反射镜起到缓冲和保护的作用。
图9是电涡流传感器与卡套结构20及导向固定片21的示意图。从图中可以看出卡套结构20与电涡流传感器座10的位置关系。卡套结构20与电涡流传感器座10的圆台形底面以及后壳9共平面。电涡流传感器22感受到来自反射镜及反射镜固定架的压力，通过线缆从电涡流传感器座10传入处理器进行数据处理，通过反馈信号对快速反射镜组件进行控制。
综上所述，本实用新型提供了一种基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，包括壳体组件、反射镜、反射镜支架、十字柔性铰链组件、多个音圈电机和多个传感器；反射镜由反射镜支架支撑；反射镜支架通过十字柔性铰链组件与前壳前端基座连接，音圈电机包括固定连接于反射镜支架上的音圈电机线圈和设置于前壳前端基座凹槽内的音圈电机磁缸；传感器穿过前壳前端基座固定于前壳内部的传感器座。采用十字柔性铰链组件作为与反射镜支架直接接触的结构，约束了快速反射镜的自由度、减小了反射镜在运动过程与反射镜支架之间的间隙、实现了对反射镜偏转位置的粗调整；传感器通过接收反射镜位置的信号并将其反馈给控制系统，控制系统对音圈电机发出信号，实现了对反射镜位置的精调整。
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，其特征在于，包括壳体组件、反射镜(1)、反射镜支架(2)、十字柔性铰链组件(4)、多个音圈电机和多个传感器(22)；
所述壳体组件包括前壳(8)和后壳(9)，前壳(8)和后壳(9)连接在一起，前壳(8)上设置有前壳前端基座(81)和前壳后端基座(82)；
所述反射镜(1)由所述反射镜支架(2)支撑于所述前壳(8)的前端；所述反射镜支架(2)通过所述十字柔性铰链组件(4)与前壳前端基座(81)连接，所述前壳前端基座(81)位于所述前壳(8)的前端并与所述反射镜支架(2)相对；
每个所述音圈电机包括音圈电机线圈(16)和音圈电机磁缸(17)，所述音圈电机线圈(16)固定连接于所述反射镜支架(2)上，所述音圈电机磁缸(17)设置于前壳前端基座(81)的凹槽内，每个音圈电机磁缸(17)内设置有永磁体(13)；
每个所述传感器(22)穿过所述前壳前端基座(81)固定连接于传感器座(10)上，所述传感器座(10)的数量与所述传感器(22)相同；所述传感器座(10)为圆台形，截面积小的一端通过轴套(24)与所述传感器(22)连接，另一端穿过所述前壳后端基座(82)引出传感器(22)的线缆，所述线缆(11)汇聚成束并穿出所述后壳(9)。
2.根据权利要求1所述的基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，其特征在于，所述反射镜(1)的直径为一英寸。
3.根据权利要求1所述的基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，其特征在于，多个所述传感器座(10)之间设置有卡套结构(20)和导向固定片(21)。
4.根据权利要求1所述的基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，其特征在于，所述十字柔性铰链组件(4)包括十字柔性铰链轴座连接支架端(18)和十字柔性铰链轴座(19)；
所述十字柔性铰链轴座(19)通过紧固螺钉(14)与所述反射镜支架(2)固定连接，所述十字柔性铰链轴座连接支架端(18)设置于前壳前端基座(81)的凹槽内、并通过紧固螺钉(14)与前壳前端基座(81)连接。
5.根据权利要求1所述的基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，其特征在于，所述音圈电机包括四个音圈电机线圈(16)和四个音圈电机磁缸(17)，分别对称地设置于所述反射镜支架(2)上和前壳前端基座(81)的凹槽内。
6.根据权利要求5所述的基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，其特征在于，所述传感器(22)具有四个，分别间隔设置在所述四个音圈电机磁缸(17)之间。
7.根据权利要求5或6所述的基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，其特征在于，在所述前壳前端基座(81)上设置有至少一个镜托限位件(7)。
8.根据权利要求7所述的基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，其特征在于，每个音圈电机磁缸(17)的两边均设置一个镜托限位件(7)。
9.根据权利要求1所述的基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，其特征在于，所述反射镜支架(2)上设置有多个反射镜卡接件(5)，将所述反射镜(1)固定卡接于所述反射镜支架(2)表面。
10.根据权利要求1所述的基于十字柔性铰链连接的快速反射镜装置，其特征在于，所述前壳(8)上设置有多个凸耳(6)，所述多个凸耳(6)位于音圈电机磁缸之间向外凸出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 100085 1006, 1st floor, lin831-nei1, Changping Road, Anning North Road, Haidian District, Beijing Patentee after: Beijing ruikongxin Technology Co.,Ltd. Address before: Building 13, No. 801, Changlin, Xisanqi, Haidian District, Beijing 100096 Patentee before: BEIJING RUIKONGXIN TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Building 1, 3rd Floor, Hefei Luyang Big Data Industrial Park, No. 868 Qinghe Road, Luyang District, Hefei City, Anhui Province, 230041 Patentee after: Anhui Ruikongxin Optoelectronic Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 100085 1006, 1st floor, lin831-nei1, Changping Road, Anning North Road, Haidian District, Beijing Patentee before: Beijing ruikongxin Technology Co.,Ltd. Country or region before: China |