CN219320573U - 一种二维振镜的多轴调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种二维振镜的多轴调节装置，包括调节基座，所述调节基座上设有若干个调节固定板，所述调节固定板数量至少为两个，所述调节固定板上设有一维压电偏转镜，所述一维压电偏转镜上设有反射镜，所述调节固定板与所述调节基座活动连接，所述调节固定板上设有调节机构，所述调节机构与所述调节基座固定连接；通过两个一维压电偏转镜集成在一个零件里面进行俯仰偏转和距离方向精密调节，减小了压电偏转镜的位置方向误差，同时能够减小加工难度和时间成本。

Description

一种二维振镜的多轴调节装置

技术领域

本实用新型涉及光学振镜技术领域，特别涉及一种二维振镜的多轴调节装置。

背景技术

激光振镜也叫做激光扫描器，是由X-Y光学扫描头, 电子驱动放大器和光学反射镜片组成。电脑控制器提供的信号通过驱动放大电路驱动光学扫描头, 从而在X-Y平面控制激光束的偏转。

在激光演示系统中, 光学扫描的波形是一种矢量扫描, 系统的扫描速度, 决定激光图形的稳定性。最近几年来, 人们已经开发出高速的扫描器, 扫描速度达到45000个点/秒, 因此能够演示复杂的激光动画。

扫描图案是二维效果图案，所以扫描电机采用X、Y两个电机控制，一个时刻确定一个点的位置，通过扫描频率控制不同时刻点的位置达到整个扫描图案的变换，扫描频率（速度）越低图案闪烁越明显，可以用电影的原理方式来理解。

振镜系统是一种由驱动板与高速摆动电机组成的一个高精度、高速度伺服控制系统，主要用于激光打标、激光内雕、舞台灯光控制、激光打孔等。

现有技术的产品一般如下：

单轴振镜套件一般包括振镜反射镜、伺服放大器和连接电缆。反射镜镀膜选项包括用于红外和可见光的宽带膜和用于特定单波长或多波长的介质膜。完备的振镜应用还需要购买各种配件、伺服散热器、振镜安装夹具、信号源和光源等等，因此成本较高，且较为复杂；

双轴振镜是用于OEM加工和三轴系统的核心构造模块。经过匹配调谐的XY双轴振镜是搭建高性能扫描系统的关键，两个反射镜必须确保精确的光路对准；

但是由两个一维偏转镜和偏转镜基座组成的二维偏转镜，无法精确进行俯仰偏转和距离方向的调节，完全依靠机床的加工精度和后期对加工件的配合修改，往往花费大量装调时间和加工成本。如果要组成成像系统，会涉及光路的遮光和其他件的配合后公差调整，相对来说比较复杂；

二维压电偏转镜是以压电陶瓷作为驱动元件，内部采用无回差柔性铰链并联导向结构设计，外部机械结构通过内部多支压电陶瓷的伸缩来实现单轴或多轴角度偏转运动，补偿量小，偏转镜具有较好的运动精度和高的稳定性，通过内置高精度传感器进行闭环控制，实现亚微弧度分辨率及微弧度定位精度；

相对于双轴振镜来说，二维压电偏转镜组装成的振镜系统在不同扫描角度下，会对最后图像有微小的角度偏转。在一般情况下，我们可以忽略不计，但是在对成像分辨率有超高要求的光学仪器，这种细微的图像角度偏转和位置偏移，会对最后的成像分辨率的质量有很大影响。

因此需要进行改进，以满足所需要的条件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种二维振镜的多轴调节装置，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本申请公开了一种二维振镜的多轴调节装置，包括调节基座，所述调节基座上设有若干个调节固定板，所述调节固定板数量至少为两个，所述调节固定板上设有一维压电偏转镜，所述一维压电偏转镜上设有反射镜，所述调节固定板与所述调节基座活动连接，所述调节固定板上设有调节机构，所述调节机构与所述调节基座固定连接。

作为优选，所述调节固定板上设有偏转镜固定板，所述偏转镜固定板与所述调节固定板固定连接，所述偏转镜固定板上固定连接有所述一维压电偏转镜。

作为优选，所述调节固定板与所述偏转镜固定板通过若干个固定螺栓一固定连接，所述偏转镜固定板与所述一维压电偏转镜通过若干个固定螺栓二固定连接。

作为优选，所述调节机构包括所述调节固定板上设有的若干个调节旋钮，所述调节旋钮包括俯仰偏转调节旋钮和距离方向调节旋钮，所述俯仰偏转调节旋钮位于所述调节固定板的两端。

作为优选，所述调节旋钮包括顶杆、旋钮帽和螺纹杆，所述调节固定板上开设有螺纹孔，所述螺纹杆与所述螺纹孔固定连接，所述螺纹杆朝内一端设有顶杆，所述螺纹杆另一端设有旋钮帽。

作为优选，所述调节固定板上设有复位机构，所述复位机构连接所述调节固定板和所述调节基座。

作为优选，所述复位机构包括所述调节固定板上开设有的若干个弹簧孔，所述弹簧孔内设有弹力弹簧，所述弹力弹簧伸出的一端连接至调节基座上。

作为优选，所述调节基座上开设有若干个连接孔，所述连接孔内设有内螺纹。

本实用新型的有益效果：

（1）、通过两个一维压电偏转镜集成在一个零件里面进行俯仰偏转和距离方向精密调节，减小了压电偏转镜的位置方向误差，同时能够减小加工难度和时间成本；

（2）、通过两个一维压电偏转镜的组合减小了图像角度方向的偏转，提高了成像系统的分辨率和图像质量；

（3）、通过俯仰偏转调节旋钮和距离方向调节旋钮的结构设计，能够控制调节固定板进行任意方向的偏转，进而能够扩大偏转的调节范围、提高调节精度。

本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型一种二维振镜的多轴调节装置的实施例的第一视角的立体结构示意图；

图2是本实用新型的实施例的第二视角的立体结构示意图；

图3是本实用新型的实施例的一维压电偏转镜的立体结构示意图；

图4是本实用新型的实施例的偏转镜固定板与一维压电偏转镜的立体结构示意图；

图5是本实用新型的实施例的部分结构的平面剖视示意图；

图中：1、调节基座；101、连接孔；2、调节固定板；3、偏转镜固定板；301、固定螺栓一；302、固定螺栓二；4、一维压电偏转镜；401、反射镜；5、调节机构；501、俯仰偏转调节旋钮；502、距离方向调节旋钮；503、旋钮帽；504、螺纹杆；505、顶杆；6、复位机构；601、弹簧孔；602、弹力弹簧。

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，下面通过附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于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。

参阅图1、2，本实用新型实施例提供一种二维振镜的多轴调节装置，包括调节基座1，所述调节基座1上设有若干个调节固定板2，所述调节固定板2数量至少为两个，所述调节固定板2上设有一维压电偏转镜4，所述一维压电偏转镜4上设有反射镜401，所述调节固定板2与所述调节基座1活动连接，所述调节固定板2上设有调节机构5，所述调节机构5与所述调节基座1固定连接，通过多个一维压电偏转镜4能够将调节范围扩大、调节精度提高。

参阅图3、4，所述调节固定板2上设有偏转镜固定板3，所述偏转镜固定板3与所述调节固定板2固定连接，所述偏转镜固定板3上固定连接有所述一维压电偏转镜4。

所述调节固定板2与所述偏转镜固定板3通过若干个固定螺栓一301固定连接，所述偏转镜固定板3与所述一维压电偏转镜4通过若干个固定螺栓二302固定连接。

在偏转镜固定板3的侧面设有四个固定孔一，底面设有三个固定孔二，通过四个固定螺栓一301与固定孔一将一维压电偏转镜4和偏转镜固定板3进行固定连接，并通过三个固定孔二与固定螺栓二302将一维偏转镜4固定板固定在调节固定板2上。

参阅图5，所述调节机构5包括所述调节固定板2上设有的若干个调节旋钮，所述调节旋钮包括俯仰偏转调节旋钮501和距离方向调节旋钮502，所述俯仰偏转调节旋钮501位于所述调节固定板2的两端。

通过调节距离方向调节旋钮502将调节固定板2先固定在设定高度，随后通过调节俯仰偏转调节旋钮501来控制俯仰角度；

在一种可行的实施例中，调节固定板2为矩形，俯仰偏转调节旋钮501数量为2个，分别位于调节固定板2的两个对角，距离方向调节旋钮502数量为1个，位于其他两个对角中的任意一个上。

所述调节旋钮包括顶杆505、旋钮帽503和螺纹杆504，所述调节固定板2上开设有螺纹孔，所述螺纹杆504与所述螺纹孔固定连接，所述螺纹杆504朝内一端设有顶杆505，所述螺纹杆504另一端设有旋钮帽503。

所述调节固定板2上设有复位机构6，所述复位机构6连接所述调节固定板2和所述调节基座1。

通过复位机构6能够将调节固定板2进行复位，在调节旋钮向外移动时，能够通过复位机构6将调节固定板2相应的一端向内复位。

所述复位机构6包括所述调节固定板2上开设有的若干个弹簧孔601，所述弹簧孔601内设有弹力弹簧602，所述弹力弹簧602伸出的一端连接至调节基座1上。

所述调节基座1上开设有若干个连接孔101，所述连接孔101内设有内螺纹。

本实用新型工作过程：

本实用新型一种二维振镜的多轴调节装置，在使用前，将适合的光学套筒通过螺纹安装在调节基座1上的连接孔101内；

在需要调节一维压电偏转镜4的角度时，首先旋转距离方向调节旋钮502，通过旋转旋钮帽503，带动螺纹杆504进行转动，通过螺纹杆504和调节固定板2上的螺纹孔的螺旋啮合，使得螺纹杆504相对调节固定板2进行向内或向外的移动，进而带动顶杆505进行移动。

在顶杆505向内移动时，通过顶杆505内端与所述调节基座1的接触，带动距离方向调节旋钮502进行远离调节基座1的移动，进而带动了调节固定板2这一端同步向远离调节基座1的方向移动；

在顶杆505向外移动时，顶杆505不再对调节基座1施加压力，此时调节固定板2上设有的复位机构6会带动调节固定板2向靠近调节基座1的方向移动，即通过弹力弹簧602带动调节固定板2的这一端向调节基座1进行移动。

通过俯仰偏转调节旋钮501之间的组合调节，能够带动调节固定板2进行任意角度的偏转。

在固定好距离方向调节旋钮502后，再调节俯仰偏转调节旋钮501，即可将调节固定板2进行相应一端的角度调节，在此情况下能够实现较大范围的角度调节，在此情况下，能够实现图像的角度调节，使得最终成像更加准确。

同时通过多个一维压电偏转镜4的结构设计，能够使得调节范围扩大、调节精度提高，将图像角度方向的偏转进一步减小，使得最终的成像有更高的分辨率和图像质量。

调节基座1，作为整个部件的主体支撑框架，通过4个弹簧和调节固定板2相连，通过调节固定板2上的调节旋钮提供与弹簧相反的作用力，来进行俯仰偏转和距离方向的精密调节。

图2中调节基座1上有两个大直径的内螺纹孔，可以与符合相应外螺纹的光学套筒进行连接；

一维压电偏转镜4，上面粘有反射镜401，可以对入射光进行一维轴方向上的偏转；

俯仰偏转调节旋钮501，可以调节一维压电偏转镜4在俯仰偏转方向的偏转；

距离方向调节旋钮502，可以调节两个一维压电偏转镜4之间的距离；

调节旋钮，是一组螺距≤0.26的精密细牙的螺纹副组成的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种二维振镜的多轴调节装置，其特征在于：包括调节基座（1），所述调节基座（1）上设有若干个调节固定板（2），所述调节固定板（2）数量至少为两个，所述调节固定板（2）上设有一维压电偏转镜（4），所述一维压电偏转镜（4）上设有反射镜（401），所述调节固定板（2）与所述调节基座（1）活动连接，所述调节固定板（2）上设有调节机构（5），所述调节机构（5）与所述调节基座（1）固定连接。

2.如权利要求1所述的一种二维振镜的多轴调节装置，其特征在于：所述调节固定板（2）上设有偏转镜固定板（3），所述偏转镜固定板（3）与所述调节固定板（2）固定连接，所述偏转镜固定板（3）上固定连接有所述一维压电偏转镜（4）。

3.如权利要求2所述的一种二维振镜的多轴调节装置，其特征在于：所述调节固定板（2）与所述偏转镜固定板（3）通过若干个固定螺栓一（301）固定连接，所述偏转镜固定板（3）与所述一维压电偏转镜（4）通过若干个固定螺栓二（302）固定连接。

4.如权利要求1所述的一种二维振镜的多轴调节装置，其特征在于：所述调节机构（5）包括所述调节固定板（2）上设有的若干个调节旋钮，所述调节旋钮包括俯仰偏转调节旋钮（501）和距离方向调节旋钮（502），所述俯仰偏转调节旋钮（501）位于所述调节固定板（2）的两端。

5.如权利要求4所述的一种二维振镜的多轴调节装置，其特征在于：所述调节旋钮包括顶杆（505）、旋钮帽（503）和螺纹杆（504），所述调节固定板（2）上开设有螺纹孔，所述螺纹杆（504）与所述螺纹孔固定连接，所述螺纹杆（504）朝内一端设有顶杆（505），所述螺纹杆（504）另一端设有旋钮帽（503）。

6.如权利要求1所述的一种二维振镜的多轴调节装置，其特征在于：所述调节固定板（2）上设有复位机构（6），所述复位机构（6）连接所述调节固定板（2）和所述调节基座（1）。

7.如权利要求6所述的一种二维振镜的多轴调节装置，其特征在于：所述复位机构（6）包括所述调节固定板（2）上开设有的若干个弹簧孔（601），所述弹簧孔（601）内设有弹力弹簧（602），所述弹力弹簧（602）伸出的一端连接至调节基座（1）上。

8.如权利要求1所述的一种二维振镜的多轴调节装置，其特征在于：所述调节基座（1）上开设有若干个连接孔（101），所述连接孔（101）内设有内螺纹。

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