CN209132510U - 一种振镜扫描装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种振镜扫描装置，在光传输过程中实现快速扫描，包含：U型镜架，由底板和两端侧板连接构成；两个磁电动圈组件，分别与交变电源反向连接，且均固定设置在镜架的底板上，分别位于该底板未连接侧板的两侧边缘；片簧，两端分别固定设置在镜架的两端侧板上；反射镜，固定设置在片簧的顶面，且位于两个磁电动圈组件的上方；当交变电源通电后，两个磁电动圈组件在产生的固定磁场内发生往复直线运动，带动片簧和反射镜沿着两个磁电动圈组件的连线方向往复摆动，使得照射在反射镜上的光束在反射后产生有规则的变化，形成激光面。本实用新型响应速度快、光路控制稳定；结构紧凑、体积小、重量轻；生产工艺简单，制造成本低廉。

Description

一种振镜扫描装置

技术领域

本实用新型涉及一种光传输扫描装置，具体是指一种振镜扫描装置。

背景技术

所述的振镜是用于激光演示系统、或激光打标机、或激光3D打印等领域的重要部件，主要作用是控制光路运动的轨迹，使激光束方向产生偏转。

目前，应用较多的振镜扫描装置是采用伺服电机作为驱动装置，同时需要镜片夹持机构与伺服电机连接，从而实现光路偏转的控制。但是，这类结构的振镜扫描装置体积大，空间利用率低，并且成本较高，生产工艺复杂。

基于上述，本实用新型提出一种新型的振镜扫描装置，以解决现有技术中存在的缺点和限制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种振镜扫描装置，响应速度快、光路控制稳定；结构紧凑、体积小、重量轻；生产工艺简单，制造成本低廉。

为实现上述目的，本实用新型提供一种振镜扫描装置，在光传输过程中实现快速扫描，包含：U型镜架，由底板和两端侧板连接构成；两个磁电动圈组件，分别与交变电源反向连接，且均固定设置在镜架的底板上，分别位于该底板未连接侧板的两侧边缘；片簧，两端分别固定设置在镜架的两端侧板上；反射镜，固定设置在片簧的顶面，且位于两个磁电动圈组件的上方；当交变电源通电后，两个磁电动圈组件在产生的固定磁场内发生往复直线运动，带动片簧和反射镜沿着两个磁电动圈组件的连线方向往复摆动，使得照射在反射镜上的光束在反射后产生有规则的变化，形成激光面。

所述的镜架的底板和侧板上均设置有若干加强筋。

所述的镜架的底板和侧板上均开设有多个通孔。

所述的片簧采用弹性金属制成。

所述的片簧包含：支撑片，其形状大小与反射镜相匹配；两个连接条，分别与支撑片的两端相连接，且连接条的宽度小于支撑片的宽度；两个固定片，分别与各个连接条相连接，且分别悬挂固定在镜架两端侧板的上端面。

所述的反射镜通过胶层粘接固定在片簧的支撑片的顶面。

所述的反射镜采用曲面反射镜或平面反射镜。

每个所述的磁电动圈组件包含：磁铁，通过胶层粘接固定在片簧的支撑片的底面；线圈座，通过固定螺钉连接设置在镜架的底板上；环形线圈，缠绕设置在线圈座上。

其中，两个磁电动圈组件的环形线圈分别与交变电源反向连接；当交变电源通电后，两个环形线圈产生相反极向的交变磁场，两个磁铁在固定的交变磁场的作用下产生互为相反的推拉运动，带动片簧以及粘结在片簧上的反射镜沿着两个线圈座的连线方向往复摆动；当光束照射在反射镜上反射后，会产生有规则的变化，以形成激光面。

所述的磁电动圈组件还包含橡胶垫，设置在固定螺钉的顶端，防止反射镜在往复运动中磁铁直接与固定螺钉的顶端相碰撞。

通过采用多个振镜扫描装置进行排列后，使反射后的光束在规则变化的过程中形成平面或立体图形。

综上所述，本实用新型所提供的振镜扫描装置，结构紧凑、体积小、重量轻、易于控制；生产工艺简单，制造成本低廉；在实际应用中，可以作为一个整体部件进行低成本更换，方便维修；振镜扫描装置的反射镜的两侧边缘受到方向相反的作用力，使得其响应速度快，光路控制稳定。

附图说明

图1为本实用新型中的振镜扫描装置的结构示意图；

图2为本实用新型中的磁电动圈组件的结构示意图；

图3为本实用新型中的片簧的结构示意图；

图4为本实用新型中的镜架的结构示意图；

图5为本实用新型中的采用两个振镜扫描装置排列形成一种组合方式的结构示意图。

具体实施方式

以下结合图1～图5，通过优选实施例对本实用新型的技术内容、构造特征、所达成目的及功效予以详细说明。

如图1所示，为本实用新型所提供的振镜扫描装置，在光传输过程中实现快速扫描，包含：U型镜架5，如图4所示，由底板51和两端侧板52连接构成；两个磁电动圈组件4，分别与交变电源6反向连接，且均固定设置在镜架5的底板51上，分别位于该底板51未连接侧板52的两侧边缘；片簧3，两端分别固定设置在镜架5的两端侧板52上；反射镜1，固定设置在片簧3的顶面，且位于两个磁电动圈组件4的上方；当交变电源6通电后，两个磁电动圈组件4在产生的固定磁场内发生往复直线运动，带动片簧3和反射镜1沿着两个磁电动圈组件4的连线方向往复摆动，使得照射在反射镜1上的激光光束在反射后产生有规则的变化，形成激光面。

如图4所示，为了确保并提高所述的镜架5的结构强度和刚度，在其底板和侧板上均设置有若干加强筋。

进一步，所述的镜架5可采用航空铝2A12材料加工制成；并且在能够有效确保所述的镜架5的结构强度和刚度的前提下，还可对该镜架5采用轻量化的设计方法。例如，如图4所示，在所述的镜架5的底板和侧板上可开设多个通孔，以减轻其重量。

所述的片簧3采用弹性金属制成，例如可采用0.3mm厚度的铍青铜制成，且呈中间宽、两端细长的形状。

在本实用新型的优选实施例中，如图3所示，所述的片簧3包含：支撑片31，其形状大小与反射镜1相匹配；两个连接条32，分别与支撑片31的两端相连接，且连接条32的宽度远远小于支撑片31的宽度；两个固定片33，分别与各个连接条32相连接，且分别悬挂固定在镜架5的两端侧板的上端面。

所述的反射镜1通过胶层2粘接固定在片簧3的支撑片31的顶面。

在本实用新型的优选实施例中，所述的反射镜1可根据实际需要采用曲面反射镜或平面反射镜。

如图2所示，每个所述的磁电动圈组件4包含：磁铁41，通过胶层2粘接固定在片簧3的支撑片31的底面；线圈座43，通过固定螺钉45连接设置在镜架5的底板51上；环形线圈44，缠绕设置在线圈座43上。

其中，两个磁电动圈组件4的环形线圈44分别与提供交变电流的交变电源6反向连接；当交变电源6通电后，两个环形线圈44会产生相反极向的交变磁场，使得两个磁铁41在固定的交变磁场的作用下，产生互为相反的推拉运动；同时由于片簧3具有弹性以及其中间宽且两端细长的形状，因此能够带动片簧3以及粘结在片簧3上的反射镜1沿着两个线圈座43的连线方向以300HZ～1kHZ的高频往复摆动，且该往复摆动的频率与输入频率相关；当激光光束照射在反射镜1上发生反射后，会在一定角度范围内有规则的变化，从而形成激光面。其中，由于反射镜1的两侧受到方向相反的推力作用，使得其在往复摆动的过程中具有相应速度快，以及光路控制稳定的优点。

进一步，所述的磁电动圈组件4还包含橡胶垫42，设置在固定螺钉45的顶端，防止振镜在往复运动中发生过冲情况时，磁铁41将直接与固定螺钉45的顶端相碰撞，从而产生破坏，因此橡胶垫42具有缓冲作用。

在本实用新型的一个优选实施例中，可以采用两个或更多个振镜扫描装置排列后的组合形式，使反射后的激光光束在规则变化的过程中形成平面或立体图形。

多个所述的振镜扫描装置可通过并排排列、或多行多列排列等形成不同的组合形式，从而使反射后的激光光束在规则变化的过程中形成不同的平面图形或立体图形。如图5所示，由相同的两个振镜扫描装置61和62以45°夹角的角度排列，可扫描形成一个空间视场。

综上所述，本实用新型所提供的振镜扫描装置，与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、结构紧凑、体积小、重量轻、易于控制；

2、生产工艺简单，制造成本低廉；在实际应用中，可以作为一个整体部件进行低成本更换，方便维修；

3、振镜扫描装置的反射镜的两侧边缘受到方向相反的作用力，使得其响应速度快，光路控制稳定。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种振镜扫描装置，其特征在于，在光传输过程中实现快速扫描，包含：

U型镜架，由底板和两端侧板连接构成；

两个磁电动圈组件，分别与交变电源反向连接，且均固定设置在镜架的底板上，分别位于该底板未连接侧板的两侧边缘；

片簧，两端分别固定设置在镜架的两端侧板上；

反射镜，固定设置在片簧的顶面，且位于两个磁电动圈组件的上方；

当交变电源通电后，两个磁电动圈组件在产生的固定磁场内发生往复直线运动，带动片簧和反射镜沿着两个磁电动圈组件的连线方向往复摆动，使得照射在反射镜上的光束在反射后产生有规则的变化，形成激光面。

2.如权利要求1所述的振镜扫描装置，其特征在于，所述的镜架的底板和侧板上均设置有若干加强筋；所述的镜架的底板和侧板上均开设有多个通孔。

3.如权利要求1所述的振镜扫描装置，其特征在于，所述的片簧采用弹性金属制成。

4.如权利要求3所述的振镜扫描装置，其特征在于，所述的片簧包含：

支撑片，其形状大小与反射镜相匹配；

两个连接条，分别与支撑片的两端相连接，且连接条的宽度小于支撑片的宽度；

两个固定片，分别与各个连接条相连接，且分别悬挂固定在镜架两端侧板的上端面。

5.如权利要求4所述的振镜扫描装置，其特征在于，所述的反射镜通过胶层粘接固定在片簧的支撑片的顶面。

6.如权利要求1所述的振镜扫描装置，其特征在于，所述的反射镜采用曲面反射镜或平面反射镜。

7.如权利要求4所述的振镜扫描装置，其特征在于，每个所述的磁电动圈组件包含：

磁铁，通过胶层粘接固定在片簧的支撑片的底面；

线圈座，通过固定螺钉连接设置在镜架的底板上；

环形线圈，缠绕设置在线圈座上。

8.如权利要求7所述的振镜扫描装置，其特征在于，两个磁电动圈组件的环形线圈分别与交变电源反向连接；

当交变电源通电后，两个环形线圈产生相反极向的交变磁场，两个磁铁在固定的交变磁场的作用下产生互为相反的推拉运动，带动片簧以及粘结在片簧上的反射镜沿着两个线圈座的连线方向往复摆动；当光束照射在反射镜上反射后，会产生有规则的变化，以形成激光面。

9.如权利要求7所述的振镜扫描装置，其特征在于，所述的磁电动圈组件还包含橡胶垫，设置在固定螺钉的顶端，防止反射镜在往复运动中磁铁直接与固定螺钉的顶端相碰撞。

10.如权利要求1所述的振镜扫描装置，其特征在于，通过采用多个振镜扫描装置进行排列后，使反射后的光束在规则变化的过程中形成平面或立体图形。