[发明专利]光机一体化快速控制反射镜

说明书

技术领域

本发明涉及精密光机结构设计技术领域，具体涉及一种适用于望远镜、自适应光 学、激光通讯、精密跟踪和瞄准以及光路稳定的反射镜结构。

背景技术

快速控制反射镜由于响应速度快和控制精度高已经成为光学系统中稳定和校正 光束的关键部分，在望远镜、自适应光学、激光通讯、精密跟踪瞄准等领域得到了广泛应用， 其主要性能指标包括跟踪范围、谐振频率和可负载反射镜的通光口径。在快速反射镜结构 中，结构形式和驱动器直接决定了系统的谐振频率和负载能力，进而影响可负载反射镜的 通光口径与响应速度。其主要性能参数相互制约，在确定各参数时需要根据系统要求权衡 考虑。

快速控制反射镜一般由基座、驱动器、柔性支撑结构、位移传感器和支撑平台组 成。柔性支撑结构是快速反射镜的关键元件，其利用材料的弯曲变形来代替刚性铰链中两 个接触面之间的滑动和转动，与刚性铰链比较不需要润滑，运动平稳，而且没有摩擦。

二维快速反射镜的驱动器可以分为三点均布和四点均布两类。驱动器的性能既影 响跟踪范围，也影响结构的谐振频率，因此要求其负载能力强，行程范围大，刚度高。反射镜 作为被控制单元，首先需要保证高的面形精度，同时尽可能的降低质量。谐振频率直接关系 到系统控制带宽和相应速度。

根据谐振频率计算公式，反射镜自身质量对结构谐振的影响为：其中f₀为空载时(即只有支撑平台)结构的谐振频率，I₀为运动平台的转动惯量，I_M为反射镜的转动惯量。

随着快速反射镜应用范围的不断扩大，当前国内外都在大力开展快速反射镜的研 制，在反射镜口径增大的同时要求高谐振频率成为急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了增加现有反射镜口径的同时提高反射镜的控制带宽，提供一 种光机一体化快速控制反射镜。

光机一体化快速控制反射镜，包括促动器、弹性套筒、传感器、传感器感应垫、弹性 回转中心环、第一轴向弹性片、第二轴向弹性片、中心支撑座、防护环、外壳、走线孔、电控底 板和底座，所述传感器感应垫固定于反射镜上，通过弹性套筒将反射镜与促动器固连；所述 弹性回转中心环在径向上与反射镜的中心孔连接，在轴向与第一轴向弹性片、第二轴向弹 性片和中心支撑座串联；

所述促动器、传感器、中心支撑座和外壳分别固定于底座上，所述底座上设置有走 线孔；所述防护环固定于外壳上；所述促动器和传感器的电线集中于相关线路板上，所述电 控底板用于封闭相关线路板。

本发明的有益效果：本发明所述的快速反射镜的设计思想是将反射镜替代支撑平 台直接作为促动器的载荷，可以满足大口径要求的同时，有效的提高快速反射镜的谐振频 率。此外，中心支撑组件的弹性支撑，既可以减小对反射镜面形的影响，同时允许反射镜绕 两个控制轴自由旋转和增加轴向预紧力，而约束反射镜在其他方向的自由度。

本发明所述的快速反射镜结构简单，促动器载荷减小，结构谐振频率得到有效提 高，而且应用范围广，适用于各种类型快速反射镜，尤其是要求尺寸大谐振频率高的快速控 制反射镜。

附图说明

图1为本发明所述的光机一体化快速控制反射镜装置总体结构示意图；

图2为本发明所述的光机一体化快速控制反射镜中弹性中心环结构示意图；

图3为图2的A-A剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图3说明本实施方式，光机一体化快速控制反射镜，包 括反射镜1、促动器2、弹性套筒3、传感器4、传感器感应垫5、弹性回转中心环6、第一轴向弹 性片7、第二轴向弹性片8、中心支撑座9、防护环10、外壳11、电控底板13和底座14。