本发明涉及光学设备技术领域，具体而言，涉及一种热驱动变形镜。
背景技术：
变形镜是自适应光学系统的核心设备，热驱动的变形镜主要运用于需要有效抑制检测中噪音的干涉仪引力波探测器中，热驱动的变形镜结构简单，具有较好的稳定性和稳健性。
现有的变形镜是通过水通道和散热器来给铜柱和热电制冷器进行散热，能够使变形镜维持稳定的温度范围。然而，现有变形镜容易导致铜柱内部温度分布不均，造成铜柱的伸长和收缩量不一致，影响制冷器性能。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种热驱动变形镜，通过热电制冷器控制驱动柱的伸缩变形量，通过热电制冷器控制变形镜面的伸缩变形，支撑组件保证全部驱动柱的伸缩变形量统一，减小了驱动柱相互之间的热耦合影响，使得变形镜面能够得到理想的驱动效果。
本发明的实施例是这样实现的：
基于上述目的，本发明的实施例提供了一种热驱动变形镜，包括温度调控组件、支撑组件、驱动柱、上端连接器以及变形镜面，所述温度调控组件固定设置于所述支撑组件的容纳腔，所述驱动柱穿设于所述支撑组件且包括相对的第一端和第二端，所述第一端与所述温度调控组件抵接，所述第二端通过所述上端连接器与所述变形镜面固定连接。
另外，根据本发明的实施例提供的热驱动变形镜，还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的可选实施例中，包括温度调控组件、支撑组件、驱动柱、上端连接器以及变形镜面，所述温度调控组件固定设置于所述支撑组件的容纳腔，所述驱动柱穿设于所述支撑组件且包括相对的第一端和第二端，所述第一端与所述温度调控组件抵接，所述第二端通过所述上端连接器与所述变形镜面固定连接。
在本发明的可选实施例中，所述驱动柱依次包括柱状的第一卡设段、伸缩驱动段、第二卡设段以及导热段，所述第一卡设段位于所述第二端，所述导热段位于所述第一端；
所述伸缩驱动段和所述导热段的直径相同，所述第一卡设段的直径尺寸和所述第二卡设段的直径尺寸均大于所述伸缩驱动段的直径尺寸，且所述第二卡设段的直径尺寸大于所述第一卡设段的直径尺寸。
在本发明的可选实施例中，所述上端连接器包括相互扣合的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件包括第一抵接部和具有第一嵌设腔的第一固定部，所述第二连接件包括第二抵接部和具有第二嵌设腔的第二固定部，所述第一抵接部和所述第二抵接部配合形成圆柱状结构，所述第一固定部和所述第二固定部扣合，使所述第一嵌设腔和所述第二嵌设腔形成卡槽，所述第一卡设段卡设于所述卡槽内。
在本发明的可选实施例中，所述第一卡设段包括侧壁和沿轴向相对设置的第一卡设面和第二卡设面；
所述卡槽包括内周壁和相对设置的第一卡接面和第二卡接面，所述第一卡设面与所述第一卡接面配合，所述第二卡设面和所述第二卡接面配合，且所述第一卡设段与所述卡槽的所述第一卡接面和所述第二卡接面过盈配合，所述第一卡设段的侧壁与所述卡槽的内周壁间隙配合。
在本发明的可选实施例中，所述驱动柱的数量为多个且均匀间隔设置，任意相邻三个所述驱动柱为正三角形分布；
所述热电制冷器的数量与所述驱动柱的数量相同且一一对应。
在本发明的可选实施例中，所述支撑组件还包括盖板，所述盖板设置于所述基座和所述变形镜面之间，所述盖板与所述基座通过第一支撑柱连接，所述盖板与所述变形镜面通过第二支撑柱连接；
所述盖板包括具有大口部的t型孔，所述大口部朝向所述基座设置，所述t型孔与所述基座的穿设孔一一对应，所述驱动柱依次穿设于所述t型孔和所述穿设孔，且所述第二卡设段与所述大口部相配合。
在本发明的可选实施例中，所述第一支撑柱的数量为多个且均匀间隔设置；
所述第二支撑柱的数量为三个且围绕所述变形镜面的中心呈正三角形设置。
在本发明的可选实施例中，所述支撑组件还包括第一隔热垫板，所述第一隔热垫板位于所述盖板与所述基座之间；
所述第一隔热垫板开设有通孔，所述驱动柱穿设于所述通孔，所述第二卡设段的背离所述第一卡设段的一侧与所述第一隔热垫板抵接，所述第一隔热垫板与所述盖板之间具有第一预留间隙。
在本发明的可选实施例中，所述支撑组件还包括具有贯通孔的第二隔热垫板，所述第二隔热垫板包括第一隔热部和第二隔热部，所述第一隔热部为方形板状结构且包括相对的第一隔热面和第二隔热面，所述第一隔热面与所述基座的顶壁内侧抵接，所述第二隔热面与所述热电制冷器抵接，所述第二隔热部为圆筒状结构且包括隔热内壁，所述第二隔热部插设于所述基座的穿设孔且所述隔热内壁与所述导热段之间具有第二预留间隙。
本发明实施例的有益效果是：通过调节输入热电制冷器的电流大小来控制驱动柱的伸缩变形量，调控方便，支撑组件保证了驱动柱纵向固定，以及全部驱动柱初始平面的一致，通过第一隔热垫板、第二隔热垫板以及盖板的设置，降低了温度对驱动柱的驱动行程和控制的影响，使得驱动柱温度分布一致，保证了驱动柱伸缩量的统一性，减小驱动柱相互之间、驱动柱与变形镜面之间的热耦合影响，通过固定连接的形式实现变形镜面的双向驱动，从而得到理想的驱动效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的热驱动变形镜的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的热驱动变形镜的剖视图；
图3为本发明实施例提供的热驱动变形镜中支撑组件的爆炸图；
图4为本发明实施例提供的热驱动变形镜中温度调控组件的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的热驱动变形镜中驱动柱的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的热驱动变形镜中上端连接器的结构示意图。
图标：100-热驱动变形镜；10-驱动柱；102-第一卡设段；105-伸缩驱动段；107-第二卡设段；109-导热段；11-上端连接器；113-第一连接件；116-第二连接件；118-卡槽；12-变形镜面；13-基座；14-盖板；145-t型孔；15-第一隔热垫板；16-第二隔热垫板；163-第一隔热部；165-第二隔热部；17-第一支撑柱；18-第二支撑柱；19-热电制冷器；20-散热器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例
图1为本实施例提供的热驱动变形镜100的第一视角的结构示意图，
图2为本实施例提供的热驱动变形镜100的剖视图，请参照图1和图2所示。
本实施例提供的热驱动变形镜100包括支撑组件、温度调控组件、驱动柱10、上端连接器11以及变形镜面12，其中，支撑组件具有容纳腔，温度调控组件固定设置于容纳腔内，驱动柱10穿设于支撑组件的顶面且一端与温度调控组件抵接，另一端通过上端连接器11与变形镜面12固定连接。
温度调控组件为驱动柱10提供热量，通过调控温度的高低来控制驱动柱10的温度，从而使驱动柱10发生伸缩变形，驱动柱10沿轴向的伸缩变形通过上端连接器11，带动变形镜面12发生纵向的伸缩变形。
下面对该热驱动变形镜100的各个部件的具体结构和相互之间的对应关系进行详细说明。
图3为本实施例提供的热驱动变形镜100中支撑组件的爆炸示意图，请参照图3所示。
支撑组件包括基座13、盖板14、第一隔热垫板15以及第二隔热垫板16，其中，盖板14位于基座13的上方，基座13和盖板14通过第一支撑柱17固定连接，第一隔热垫板15固定设置于基座13和盖板14之间，基座13具有上述的容纳腔，第二隔热垫板16嵌设于容纳腔。
具体的，基座13为空心圆柱状结构且包括支撑体和顶板，顶板的外圆直径小于支撑体的外圆直径，顶板开设有多个穿设孔，该穿设孔用于穿设定位驱动柱10，支撑体具有敞口端，用于设置温度调控组件，温度调控组件从敞口端处安装，使温度调控组件固定设置于基座13的容纳腔内。
盖板14为圆型薄板，盖板14的外径大小和基座13支撑体的外径大小大致相同，盖板14上均布开设有多个t型孔145，由于t型孔145用于穿设驱动柱10，故t型孔145的开设位置和基座13穿设孔的开设位置一一对应。
在本发明实施例中，为了保证驱动柱10的温度对相邻驱动柱10的热耦合影响相同，从而降低驱动柱10外在因素导致的误差影响，故，全部驱动柱10均布设置，且彼此相邻的三个驱动柱10呈正三角形分布，保证驱动柱10与相邻驱动柱10之间的间距相等。
故与驱动柱10匹配的t型孔145也是均布设置，彼此相邻的三个t型孔145呈正三角形分布，该t型孔145包括大口部，设置时，大口部朝向基座13方向设置。
可选的，盖板14的外圆端均匀开设有多个固定孔，基座13相应的外圆端也均匀开设有多个固定孔，第一支撑柱17竖向依次穿设于盖板14的固定孔和基座13的固定孔，将盖板14和基座13固定连接，即通过第一支撑柱17将盖板14进行支撑。
可选的，第一支撑柱17的数量为多个，多个第一支撑柱17均匀间隔设置，在本实施例中，第一支撑柱17的数量为四个，盖板14和基座13上开设的固定孔均为四个，且一一对应设置。
可选的，基座13和盖板14之间设置有第一隔热垫板15，第一隔热垫板15也为圆型薄板结构，第一隔热垫板15开设有与分别与盖板14的t型孔145和基座13的穿设孔相对应的通孔，使得驱动柱10依次从t型孔145、通孔以及穿设孔中穿过。该第一隔热垫板15的一侧与基座13抵接，另一侧与盖板14之间具有第一预留间隙，该第一预留间隙是用于使驱动柱10在伸缩变形时，能够与盖板14充分接触，保证纵向的伸缩变形。
可选的，基座13的穿设孔内还设置第二隔热垫板16，第二隔热垫板16具有贯通孔且包括第一隔热部163和第二隔热部165，其中，第一隔热部163和第二隔热部165一体成型且均为隔热材料，第一隔热部163为方形板状结构且包括相对的第一隔热面和第二隔热面，第二隔热部165为圆筒状结构且包括隔热内壁，第二隔热部165嵌设于穿设孔内，第一隔热部163与基座13的顶壁内侧抵接，且第二隔热部165的隔热内壁与驱动柱10之间具有第二预留间隙。
该第二预留间隙是防止驱动柱10伸缩变形时，驱动柱10对第二隔热垫板16产生过大的应力，从而使驱动柱10变形，影响其驱动精度，设置有第二预留间隙，使得驱动柱10伸缩变形具有一定的变形空间，保证其驱动精度。
可选的，第一隔热垫板15和第二隔热垫板16均为g10材料，盖板14也为g10材料，不仅可以防止驱动柱10温度的散失，对基座13造成影响，而且具有一定的强度，能够和基座13固定连接，实现对驱动柱10的支撑和固定，使得驱动柱10的初始平面尽量在同一水平面。
其次，详细介绍温度调控组件的具体结构，图4为本实施例提供的热驱动变形镜100中温度调控组件的结构示意图，请参照图4所示。
温度调控组件包括热电制冷器19和散热器20，热电制冷器19和散热器20依次固定设置于基座13的容纳腔内，且热电制冷器19相对于散热器20更靠近于顶板，热电制冷器19与驱动柱10的第一端抵接，用于对驱动柱10进行加热或制冷。
当给热电制冷器19通入正向电流时，热电制冷器19的相对两个端面形成热端面和冷端面，当通入反向电流时，热端面和冷端面的位置互换，同时，如果改变通入热电制冷器19的电流大小，会控制热端面和冷端面的温度变化，使得热端面和冷端面的温度上升或下降。
根据该原理，通过调控通入热电制冷器19中的电流大小，来控制热端面和冷端面的温度，实现热电制冷器19对驱动柱10的加热和制冷，从而实现驱动柱10的伸缩变形，驱动柱10带动变形镜面12的改变，达到对变形镜面12双向驱动的效果。
在本实施例中，热电制冷器19的一侧与驱动柱10抵接，另一侧与散热器20连接，通过散热器20使热电制冷器19的一面维持温度稳定，保证另一面的温度稳定上升或稳定下降，最终维持在一定稳定值。
再次，详细介绍驱动柱10的具体结构，图5为本实施例提供的热驱动变形镜100中驱动柱10的结构示意图，请参照图5所示。
驱动柱10为阶梯柱状结构，从靠近变形镜面12的一端到靠近基座13的另一端，依次包括柱状的第一卡设段102、伸缩驱动段105、第二卡设段107以及导热段109，即导热段109位于驱动柱10的第一端，第一卡设段102位于驱动柱10的第二端。
具体的，第一卡设段102与上端连接器11卡设配合，第二卡设段107与盖板14的t型孔145卡设配合，导热段109与热电制冷器19连接，在本实施例中，伸缩驱动段105和导热段109的直径相同，第一卡设段102的直径尺寸和第二卡设段107的直径尺寸均大于伸缩驱动段105的直径尺寸，且第二卡设段107的直径尺寸大于第一卡设段102的直径尺寸，第一卡设段102的直径尺寸小于t型孔145的内径尺寸，使得驱动柱10从盖板14的下方进行安装。
驱动柱10的材料为铜，即驱动柱10为铜柱，铜的热膨胀系数大，伸缩变形精度好。第一卡设段102和第二卡设段107能够更好的隔开热量，伸缩驱动段105主要起伸缩变形作用，导热段109是传递热电制冷器19的热量，该驱动柱10的伸缩变形段为第一卡设段102的顶面与第二卡设段107靠近伸缩驱动段105的一侧之间的距离。且热电制冷器19背离散热器20的一侧与驱动柱10的导热段109抵接。
驱动柱10的数量为多个且均匀间隔设置，为了使驱动柱10的温度对相邻驱动柱10的热耦合影响相同，从而降低驱动柱10外在因素导致的误差。全部驱动柱10中，任意相邻三个驱动柱10呈正三角形分别，保证相邻驱动柱10之间的间距相等。
最后，详细介绍上端连接器11和变形镜面12的具体结构和连接关系，图6为本实施例提供的热驱动变形镜100中上端连接器11的结构示意图，请参照图6所示。
上端连接器11包括相互扣合的第一连接件113和第二连接件116，第一连接件113和第二连接件116扣合后形成柱状结构，其中，第一连接件113包括第一抵接部和具有第一嵌设腔的第一固定部，第二连接件116包括第二抵接部和具有第二嵌设腔的第二固定部，第一抵接部和第二抵接部配合形成圆柱状结构，第一固定部和第二固定部扣合，使第一嵌设腔和第二嵌设腔形成卡槽118，驱动柱10的第一卡设段102正好卡设于卡槽118内。
可选的，第一固定部的外径尺寸大于第一抵接部的外径尺寸，使得上端连接器11为圆柱台阶状结构。
具体的，第一卡设段102包括侧壁、沿轴向相对设置的第一卡设面和第二卡设面，第一卡设面远离于伸缩驱动段105，第二卡设面靠近于伸缩驱动段105，侧壁为圆周壁。上端连接器11的卡槽118包括内周壁、相对设置的第一卡接面和第二卡接面，其中，第一卡设面与第一卡接面配合，第二卡设面和第二卡接面配合，第一卡设段102的侧壁与上端连接器11的内周壁配合。
为了保证上端连接器11与驱动柱10在纵向上卡合固定，从而保证驱动柱10纵向伸缩变形时驱动行程的一致性。
故本实施例中，第一卡设段102与卡槽118的第一卡接面和第二卡接面过盈配合，同时为了防止驱动柱10伸缩变形时，对上端连接器11产生过大应力，使其产生变形，影响驱动柱10的驱动精度，故，第一卡设段102的侧壁与卡槽118的内周壁采用间隙配合。
通过第一连接件113和第二连接件116扣合的方式，便于与驱动柱10装配，且纵向上过盈配合，在装配中产生的误差只影响横向形成，对该热驱动变形镜100的纵向伸缩行程无影响。
可选的，上端连接器11采用隔热材料g10，且该上端连接器11与变形镜面12通过环氧树脂光学胶进行连接，变形镜面12为k9玻璃，其一面为反射镜面，另一面为镀膜或磨砂面，防止二次反射。
可选的，盖板14与变形镜面12之间采用第二支撑柱18固定连接，在本实施例中，第二支撑柱18的数量为三个，三个第二支撑柱18围绕变形镜面12的中心且呈正三角形设置，保证变形镜面12伸缩变形的圆润光滑。
本发明的实施例提供的热驱动变形镜100的工作原理是：热电制冷器19给驱动柱10提供热量，散热器20使热电制冷器19远离驱动柱10的一侧温度稳定，通过调控通入热电制冷器19中的电流，来调节温度，从而调节驱动柱10的温度，使得驱动柱10纵向发生伸缩变形，驱动柱10纵向伸缩变形通过上端连接器11的传递带动变形镜面12发生相应的纵向伸缩变形，最终达到变形镜面12向着需要的面型改变。
本发明实施例提供的热驱动变形镜100具有的有益效果是：
设计合理、结构简单，通过热电制冷器19对驱动柱10进行加热或制冷，调节输入热电制冷器19的电流大小来控制驱动柱10的伸缩变形量，通过支撑组件保证了驱动柱10纵向固定，以及全部驱动柱10初始平面的一致，使得驱动柱10的伸缩变形量统一，通过第一隔热垫板15、第二隔热垫板16以及盖板14的设置，降低了温度对驱动柱10的驱动行程和控制的影响，使得驱动柱10温度分布一致，伸缩变形量相同，通过固定连接的形式实现变形镜面12的双向驱动，保证了驱动柱10伸缩量的统一性，减小驱动柱10相互之间、驱动柱10与变形镜面12之间的热耦合影响，从而得到理想的驱动效果。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。