[发明专利]一种光学元件三自由度微位移调节装置

权利要求书

1.一种光学元件三自由度微位移调节装置，其特征在于，包括：

镜筒（1）；

镜框（2），其设置于所述镜筒（1）的上方，用于所述光学元件的放置；

三自由度调节装置，其包括：

驱动器（8），其安装于所述镜筒（1）的外壁上；

柔性导向机构（1-3），其设置于所述镜筒（1）的内侧，且通过推杆（19）与所述驱动器（8）驱动连接，所述柔性导向机构（1-3）在驱动器（8）的驱动下，可分别沿X轴和Y轴进行移动，其中，所述X轴和Y轴均建立于镜筒（1）所在平面，且所述X轴和Y轴相互垂直；

UR调节支链（6），其下端与所述柔性导向机构（1-3）固定连接，上端与所述镜框（2）固定连接，所述UR调节支链（6）在所述柔性导向机构（1-3）的带动下，可驱动所述镜框（2）分别沿X轴、Y轴和Z轴进行移动，其中，所述Z轴为所述镜筒（1）的中心轴。

2.按照权利要求1所述光学元件三自由度微位移调节装置，其特征在于，所述UR调节支链（6）包括：

第一连杆（6-9），其与所述柔性导向机构（1-3）固定连接；

第二连杆（6-7），其设置于所述第一连杆（6-9）的上方，与所述第一连杆（6-9）通过第一转动柔性铰链（6-8）连接，且所述第一转动柔性铰链（6-8）的转轴沿所述镜框（2）径向设置；

第三连杆（6-5），其设置于所述第二连杆（6-7）的上方，与所述第二连杆（6-7）通过平动柔性铰链（6-6）连接，且所述平动柔性铰链（6-6）的转轴沿所述镜框（2）的切线方向设置；

第四连杆（6-3），其设置于所述第三连杆（6-5）的上方，且与所述镜框（2）固定连接，所述第四连杆（6-3）通过第二转动柔性铰链（6-4）与所述第三连杆（6-5）连接，所述第二转动柔性铰链（6-4）的转轴沿所述镜框（2）径向设置，且与所述第一转动柔性铰链（6-8）的转轴平行。

3.按照权利要求2所述光学元件三自由度微位移调节装置，其特征在于：所述第三连杆（6-5）与所述第二连杆（6-7）之间平行并联设置有两个平动柔性铰链（6-6）。

4.按照权利要求1所述光学元件三自由度微位移调节装置，其特征在于，所述柔性导向机构（1-3）包括：中间连杆（1-3-3），在所述中间连杆（1-3-3）的两侧各连接有2个平行设置的第一板簧柔性铰链（1-3-5），在所述第一板簧柔性铰链（1-3-5）的外侧端部连接有侧连杆（1-3-4），每个侧连杆的两端分别通过第二板簧柔性铰链（1-3-1）连接到镜筒（1）上，其中，第二板簧柔性铰链（1-3-1）与第一板簧柔性铰链（1-3-5）平行。

5.按照权利要求1~4任一所述光学元件三自由度微位移调节装置，其特征在于：所述三自由度调节装置的个数为3个，分别以120°间隔设置于所述镜筒（1）和镜框（2）上。

6.按照权利要求1所述光学元件三自由度微位移调节装置，其特征在于，还包括：

轴向位移传感器（11），用于检测所述光学元件的轴向位移量；

偏心检测传感器（16），用于检测所述光学元件的偏心位移量；

所述轴向位移传感器（11）和所述偏心检测传感器（16）均与所述三自由度调节装置中的驱动器（8）电连接，并分别依据所述轴向位移量和所述偏心位移量控制所述驱动器（8）工作。

7.按照权利要求6所述光学元件三自由度微位移调节装置，其特征在于：

所述轴向位移传感器（11）个数为3个，分别以120°间隔布置在所述镜框（2）的外侧；

所述偏心检测传感器（16）个数为2个，分别以90°间隔布置在所述镜框（2）的外侧。

8.按照权利要求7所述光学元件三自由度微位移调节装置，其特征在于，所述轴向位移传感器（11）通过连接装置固定安装于所述镜筒（1）上；

所述连接装置包括：

轴向传感器支撑座（5），其整体呈倒置的T字形，底端与所述镜筒（1）固定连接；

轴向传感器安装座（4），其一端垂直连接于所述轴向传感器支撑座（5）的顶端，另一端与所述轴向位移传感器（11）固定连接。