[发明专利]含自传感功能的电磁式二维偏转调节装置及方法

说明书

含自传感功能的电磁式二维偏转调节装置及方法，该装置包括外壳，分别安装在外壳底部正交布置的四个音圈电机，布置在四个音圈电机上端的镜托，外圈安装在外壳上端且内圈安装在镜托内侧底部的柔性导向簧片，穿过外壳底部导向孔和柔性导向簧片内孔安装在镜托底部的偏转导向杆；对该调节装置Y轴或X轴上布置的一对音圈电机施加差分电流，产生一对差分力对镜托进行“推拉”作动，实现调节装置绕X轴或Y轴的偏转调节，与此同时柔性导向簧片的“十”字形梁Y轴或X轴上对应的应变计组惠斯通全桥输出应变反馈信号；本发明调节装置作动传感一体化设计，结构紧凑，具有重量轻、散热快的特点，可实现负载高精度二维偏转作动。

技术领域

本发明属于微角位移二维偏转作动技术领域，具体涉及含自传感功能的电磁式二维偏转调节装置与调节方法。

技术背景

随着航天工程等学科的迅速发展，微角度二维快速偏转调节装置在天文望远镜、图像稳定控制、航天器通讯精确指向以及卫星成像等方面得到了广泛应用，并发挥着日益重要的作用。

压电驱动型微角度作动平台存在驱动电压高，作动行程小，压电陶瓷易碎，在航天火箭发射阶段产生的振动与冲击环境中容易损坏等不足。

以音圈电机线圈作为动子的电磁类偏转作动装置，在空间应用中存在热量难以消散，作动机构多需要安装额外的电涡流位移传感器等装置来测量双轴偏转角度导致作动器体积大，功耗高等不足。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供含自传感功能的电磁式二维偏转调节装置及方法，该作动装置驱动传感一体化，轻型化设计，结构紧凑，可实现负载高精度二维偏转调节与传感。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

含自传感功能的电磁式二维偏转调节装置，该装置包括外壳1，分别安装在外壳1底部正交布置的音圈电机第一安装槽1-1、音圈电机第二安装槽1-2、音圈电机第三安装槽1-3、音圈电机第四安装槽1-4内的第一音圈电机2，第二音圈电机3，第三音圈电机4以及第四音圈电机5，布置在第一音圈电机2、第二音圈电机3、第三音圈电机4以及第四音圈电机5上端的镜托6，外圈7-1安装在外壳1上端且内圈7-2安装在镜托6内侧底部的柔性导向簧片7，穿过外壳底部导向孔1-5和柔性导向簧片内孔7-3安装在镜托6底部的偏转导向杆8；其中第一音圈电机2和第三音圈电机4布置在X轴上，第二音圈电机3和第四音圈电机5布置在Y轴上；

所述柔性导向簧片7由外圈7-1，内圈7-2，内孔7-3，连接外圈7-1和内圈7-2的“十”字形梁7-4，粘贴在“十”字形梁7-4上表面根部的第一应变计7-5，第二应变计7-6，第三应变计7-7，第四应变计7-8和下表面根部的第五应变计7-9，第六应变计7-10，第七应变计7-11，第八应变计7-12所组成；

所述偏转导向杆8由底部安装圆盘8-1，布置在底部安装圆盘8-1上部的第一连接杆8-2，第一连接杆8-2上部相互交错布置的第一柔性梁8-3和第二柔性梁8-4，布置在第一柔性梁8-3和第二柔性梁8-4上部的第二连接杆8-5所组成。

所述第一音圈电机2与镜托6下端之间通过第一音圈电机磁缸2-1采用螺钉连接方式连接；第二音圈电机3、第三音圈电机4、第四音圈电机5与镜托6下端之间和第一音圈电机2与镜托6下端之间连接方式相同；所述第一音圈电机2与外壳1底部之间通过音圈电机线圈2-2采用螺钉连接方式连接；所述第二音圈电机3、第三音圈电机4、第四音圈电机5与外壳1底部之间和第一音圈电机2与外壳1底部之间的连接方式相同；所述柔性导向簧片的外圈7-1与外壳1上端之间以及柔性导向簧片内圈7-2与镜托6之间均以螺钉连接方式连接。