[发明专利]一种一维高速动磁式柔性支撑快速反射镜

说明书

本发明涉及用于激光制导、空间探测的快速反射镜制造领域，具体涉及一种一维高速动磁式柔性支撑快速反射镜，包括：壳体组件、反射镜、电磁驱动组件、柔性支撑组件、传感器组件；壳体组件侧壁设有通孔，反射镜嵌设于通孔内，其远离壳体组件侧壁的一侧与电磁驱动组件固定连接；传感器组件设置于反射镜远离通孔的一侧；电磁驱动组件顶部和底部分别通过柔性支撑组件与壳体组件基轴式连接；电磁驱动组件以竖直方向为轴沿水平面往复转动预设角度，并带动反射镜同步转动。通过采用轻量化结构设计、传感器组件的优化布置方式，使运动部件转动惯量低，扫描速度高，耐高低温特性好。

技术领域

本发明涉及用于激光制导、空间探测的快速反射镜制造领域，特别涉及一种一维高速动磁式柔性支撑快速反射镜。

背景技术

快速反射镜（Fast Steering Mirror，FSM），简称快反镜，是控制反射镜的转动从而使反射光束在一维或二维方向上，对光传播方向进行高精度、高动态的控制，实现光束在所需转角范围内的快速精确指向，应用在激光制导、光电侦查、光电对抗、激光武器、空间探测、激光雷达、激光通信等领域中实现系统精密跟踪、稳瞄、稳像等。采用快反镜替代传统的框架结构，可改善系统的性能。上述领域通常要求快反镜具有较高的工作带宽、角分辨率、指向精度和转角范围，对系统的环境适应性等也有很高要求。

当前快反镜中主要根据驱动方式的不同分为压电陶瓷（PZT）驱动和音圈电机（VCM）驱动两大类。PZT驱动器的优点是结构简单、体积小、分辨率高、响应快、推力大、发热少、无杂散电磁场，缺点是其行程相对较小，只有几十微米，用于快反镜中无法实现较大转角范围。PZT还存在迟滞特性、耐低温性能差的缺点。音圈电机是基于洛伦兹力原理制造的一种驱动电机，其工作原理是通电线圈(导体)放在磁场内就会产生力，力的大小与施加在线圈上的电流成比例。通常由磁缸、线圈等组成，具有运动行程大、驱动电压低等优点。采用VCM驱动，可使快反镜系统转角范围大、承载能力强，且对振动、冲击等工作环境具有较强的适应性。在国防军工领域的系统中，大多采用音圈电机驱动的快反镜。

传统快反镜采用一对音圈电机推拉用于实现一维扫描，由于转动部件转动惯量较大，因此无法实现较高的扫描速度。传统快反镜由于运动部件转动惯量低，能够实现较高的扫描速度，但是用于扫描补偿应用中，长时间的小范围高速往复运动，会使得轴承寿命很低，很快就发生磨损，从而使系统的精度降低。轴承的耐高低温特性不好。传统快反镜的线圈绕制困难，工艺复杂，效率低，填充率低。传统快反镜由于反射镜内部电磁驱动组件结构较为复杂、磁铁数量多，导致整体结构尺寸较大。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种一维高速动磁式柔性支撑快速反射镜，通过采用轻量化结构设计、传感器组件的优化布置方式以及动磁式电磁驱动设计，运动部件转动惯量低，能够实现较高扫描速度；采用柔性支撑，相比于滚珠轴承具有较长的寿命，具有较好的耐高低温特性、无润滑剂，可用于真空；动磁式电磁驱动组件设计，线圈与软磁材料相接触，散热好，能够承受更高的功率；无线缆拖拽和断裂担忧；电涡流传感器组件设置在反射镜后方，节省快速反射镜高度空间，能够适用于高度空间受约束的场合；适合用于扫描补偿的快反镜应用。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种一维高速动磁式柔性支撑快速反射镜，包括：壳体组件、反射镜、电磁驱动组件、柔性支撑组件、传感器组件；

所述壳体组件侧壁设有通孔，所述反射镜嵌设于所述通孔内，其远离所述壳体组件侧壁的一侧与所述电磁驱动组件固定连接；

所述传感器组件设置于所述反射镜远离所述通孔的一侧；

所述电磁驱动组件顶部和底部分别通过所述柔性支撑组件与所述壳体组件基轴式连接；

所述电磁驱动组件以竖直方向为轴沿水平面往复转动预设角度，并带动所述反射镜同步转动。

进一步地，所述壳体组件包括：前壳、顶壳、底壳；

所述前壳设有与所述反射镜形状相匹配的通孔；