[发明专利]基于十字弹簧轴承的快速控制反射镜大角度转动机构

说明书

本发明涉及一种基于十字弹簧轴承的快速控制反射镜大角度转动机构，该机构的镜托支架固定在电机安装机架上；四个直线音圈电机的磁钢与电机安装机架连接，线圈与外部的反射镜基座固定连接；电机安装机架的底部中央通过支撑结构与反射镜基座连接；支撑机构的两个轴承支架安装在电机安装机架的底部中央，俯仰轴承安装架位于方位轴承安装框架内部，且通过两个方位弹簧轴承与方位轴承安装框架连接；两个轴承支架分别通过两个俯仰弹簧轴承与俯仰轴承安装架连接。本发明采用十字弹簧轴承在工作方向上具备足够的柔度以防止驱动器过载，本发明转角范围大、工作带宽高。

技术领域

本发明属于快速控制反射镜技术领域，涉及一种基于十字弹簧轴承的快速控制反射镜大角度转动机构。

背景技术

快速控制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重要部件，具有体积小、结构紧凑、精度高、带宽高和速度快等的优点，已经广泛应用于空间激光通信，天文望远镜，光学稳定，视轴稳定，精密捕获、瞄准和跟踪、深空探测，高精度激光加工设备和运载激光系统等重要领域。

由于快速控制反射镜系统频率响应特性要求高，要求系统无摩擦，体积小，结构紧凑，而传统的转动机构价格贵，体积大，设备复杂，难以维护。对于快速控制反射镜机械结构设计，主要区别在于支撑结构的设计。传统的机械支撑结构形式是有轴系结构，具有轴系结构惯量和摩擦力矩大，导致控制系统存在严重的非线性，系统响应慢，控制精度低的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种小体积、大转角范围的基于十字弹簧轴承的快速控制反射镜大角度转动机构，该机构能够实现方位、俯仰两轴的转动。

为了解决上述技术问题，本发明的基于十字弹簧轴承的快速控制反射镜大角度转动机构可以采用下述两种技术方案。

技术方案一

本发明的基于十字弹簧轴承的快速控制反射镜大角度转动机构包括镜托支架，电机安装机架及分布在电机安装机架周围的四个直线音圈电机，支撑机构；所述的镜托支架固定在电机安装机架上，用于反射镜的支撑固定；四个直线音圈电机的磁钢与电机安装机架连接；支撑机构包括两个轴承支架，俯仰轴承安装架，两个俯仰弹簧轴承，方位轴承安装框架，两个方位弹簧轴承；两个轴承支架安装在电机安装机架的底部中央，俯仰轴承安装架位于方位轴承安装框架内部，且通过两个方位弹簧轴承与方位轴承安装框架连接，可绕两个方位弹簧轴承作方位转动；两个轴承支架分别通过两个俯仰弹簧轴承与俯仰轴承安装架连接，可绕两个俯仰弹簧轴承作俯仰运动；四个直线音圈电机的线圈和方位轴承安装框架与外部的反射镜基座固定连接；电机安装机架为正方形或圆形，其周围向外延伸用于固定直线音圈电机的凸台，两个相对的直线音圈电机方向平行，相邻的两个直线音圈电机方向互相垂直。

技术方案二

本发明的基于十字弹簧轴承的快速控制反射镜大角度转动机构包括镜托支架，电机安装机架及分布在电机安装机架周围的四个直线音圈电机，支撑机构；所述的镜托支架固定在电机安装机架上，用于反射镜的支撑固定；四个直线音圈电机的磁钢与电机安装机架连接；支撑机构包括两个轴承支架，俯仰轴承安装架，两个俯仰弹簧轴承，方位轴承安装框架，两个方位弹簧轴承；方位轴承安装框架固定安装在电机安装机架的底部中央，俯仰轴承安装架位于方位轴承安装框架内部，且通过两个方位弹簧轴承与方位轴承安装框架连接；方位轴承安装框架可绕两个方位弹簧轴承作方位转动；两个轴承支架分别通过两个俯仰弹簧轴承与俯仰轴承安装架连接，俯仰轴承安装架可绕两个俯仰弹簧轴承作俯仰运动；四个直线音圈电机的线圈和两个轴承支架与外部的反射镜基座固定连接；电机安装机架为正方形或圆形，其周围向外延伸用于固定直线音圈电机的凸台，两个相对的直线音圈电机方向平行，相邻的两个直线音圈电机方向互相垂直。