一种二维动磁式快速反射镜装置的制作方法

1.本实用新型涉及光电扫描跟踪技术领域，特别涉及一种二维动磁式快速反射镜装置。


背景技术：

2.快速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部件，通过采用音圈电机精确控制反射镜偏转方向从而精确控制光束偏转角度，用于实现反射镜的“偏转
‑
倾斜”方位角度的快速调整，可用于光电领域的视轴稳定或扫描补偿等应用。由于其具有结构紧凑、响应速度快、工作带宽高、指向精度高等优点，被广泛应用在天文望远镜、自适应光学、像移补偿、自由空间光通信、精密跟踪等领域，成为光学系统中稳定光束和校正光束传播方向的关键性器件。
3.传统的快速反射镜，一般包括四个音圈电机。在每个旋转轴方向上采用两个音圈电机组成推拉式对，为反射镜提供平滑、均匀的扭矩。
4.现有的音圈电机作为驱动器的快速反射镜大都采用动圈式设计，即磁缸部分连接在快速反射镜基座上，线圈连接在反射镜支架上。因一般线圈部分的重量远小于磁缸部分的重量，因此这样设计能够减小反射镜转动部分的转动惯量，从而获得相对较高的工作带宽。但带来个两个问题，一个是线缆的拖拽问题，长时间的运动容易造成线缆断裂；二是线圈工作时会产生较多的热量，直接将线圈接到反射镜支架上，会使热量会传导到反射镜上，引起反射镜的热变形，从而降低反射镜的平面度等指标，降低快速反射镜的整体性能。现有的采用音圈电机作为驱动器的快速反射镜大部分采用圆柱形音圈电机，这种类型的音圈电机具有相对较高的出力效率，但是缺点是线圈与磁缸之间的间隙较小，从而使快速反射镜的转动范围较小。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种二维动磁式快速反射镜装置，用于解决上述线缆拖拽、线圈变热导致的反射镜热变形等技术性问题，其方便安装，结构设置合理、紧凑，具有较大的间隙和行程，能够实现较大的转角范围。
6.本实用新型的实施例是这样实现的：
7.一种二维动磁式快速反射镜装置，其包括基座、反射镜支架、反射镜、音圈电机、柔性组件和位移测量传感器。
8.所述反射镜由所述反射镜支架支撑于所述基座的前端，在所述音圈电机的作用力下作二维运动。
9.所述柔性组件固定在所述反射镜支架和所述基座之间。
10.所述音圈电机固定在所述反射镜支架和所述基座之间。
11.所述音圈电机包括固定组件和转动组件。
12.所述固定组件包括线圈，所述线圈固定在所述基座的线圈开口上。
13.所述转动组件伸入所述线圈开口。
14.所述位移测量传感器固定在所述基座的前端。
15.在本实用新型较佳的实施例中，上述二维动磁式快速反射镜装置的所述转动组件包括永磁体和导磁体，所述永磁体的一端固定在所述反射镜支架上，另一端安装所述导磁体。
16.所述导磁体的尺寸小于所述永磁体。
17.其技术效果在于：有效防止了线缆拖拽造成的损坏和线圈与反射镜支架的直接接触导致的反射镜热变形，并且保证了较大的间隙和行程，使得快反镜能够实现较大的倾斜角度。
18.在本实用新型较佳的实施例中，上述二维动磁式快速反射镜装置的所述音圈电机有四个。
19.四个所述音圈电机依次间隔90
°
排列成一个圆周。
20.其技术效果在于：设置合理、紧凑，磁场气隙小，保证了音圈电机的出力效率，可实现较高的工作带宽。
21.在本实用新型较佳的实施例中，上述二维动磁式快速反射镜装置的所述位移测量传感器有四个，分别间隔设置在所述音圈电机之间。
22.其技术效果在于：实时监控反射镜的位置。
23.在本实用新型较佳的实施例中，上述二维动磁式快速反射镜装置的所述位移测量传感器采用电涡流传感器。
24.其技术效果在于：利用电涡流传感器获取反射镜的位置信息，并将反馈信号发送给控制系统，控制系统再对音圈电机发送信号，对反射镜位置进行精确调整。
25.本实用新型实施例的有益效果是：
26.本实用新型提供的二维动磁式快速反射镜装置，音圈电机采用动磁式设计驱动反射镜的倾斜，并且将磁体组件放置于线圈开口之中,并且固定在反射镜支架上，这有效防止了线缆拖拽造成的损坏和线圈与反射镜支架的直接接触导致的反射镜热变形。并且保证了较大的间隙和行程，使得快反镜能够实现较大的倾斜角度。
27.电涡流传感器通过接收反射镜位置的信号并将其反馈给控制系统，控制系统对音圈电机发出信号，实现对反射镜位置的精调整。
28.音圈电机直接推动反射镜支架，减小了快速反射镜系统的尺寸，使整体结构更为紧凑。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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。
30.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的作进一步的详细描述。
31.图1为本实用新型二维动磁式快速反射镜装置的爆炸结构示意图；
32.图2为本实用新型二维动磁式快速反射镜装置的音圈电机的磁极分布及受力示意
图。
33.图中：1
‑
反射镜；2
‑
反射镜支架；3
‑
永磁体；4
‑
导磁体；5
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线圈；6
‑
柔性组件；7
‑
位移测量传感器；8
‑
基座。
具体实施方式
34.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
35.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
36.请参照图1至图2，本实用新型的实施例提供一种二维动磁式快速反射镜装置，其包括基座8、反射镜支架2、反射镜1、音圈电机、柔性组件6和位移测量传感器7。
37.所述反射镜1由所述反射镜支架2支撑于所述基座8的前端，在所述音圈电机的作用力下作二维运动。
38.所述柔性组件6固定在所述反射镜支架2和所述基座8之间。
39.所述音圈电机固定在所述反射镜支架2和所述基座8之间。
40.所述音圈电机包括固定组件和转动组件。
41.所述固定组件包括线圈5，所述线圈5固定在所述基座8的线圈开口上。
42.所述转动组件伸入所述线圈开口。
43.所述位移测量传感器7固定在所述基座8的前端。
44.在本实用新型较佳的实施例中，上述二维动磁式快速反射镜装置的所述转动组件包括永磁体3和导磁体4，所述永磁体3的一端固定在所述反射镜支架2上，另一端安装所述导磁体4。
45.所述导磁体4的尺寸小于所述永磁体3。
46.其技术效果在于：有效防止了线缆拖拽造成的损坏和线圈与反射镜支架的直接接触导致的反射镜热变形，并且保证了较大的间隙和行程，使得快反镜能够实现较大的倾斜角度。
47.如图2所示，永磁体3的上方为s极，下方为n极。当给线圈5从右侧通入电流，从左侧流出电流时，根据右手定则，线圈5内部产生向上的磁场，使得永磁体3受到向上的电磁力，驱动永磁体3向上运动，从而带动反射镜1发生移动。改变线圈5通入电流的方向，永磁体3受到的力也会改变。
48.在本实用新型较佳的实施例中，上述二维动磁式快速反射镜装置的所述音圈电机有四个。
49.四个所述音圈电机依次间隔90
°
排列成一个圆周。
50.其技术效果在于：设置合理、紧凑，磁场气隙小，保证了音圈电机的出力效率，可实现较高的工作带宽。
51.在本实用新型较佳的实施例中，上述二维动磁式快速反射镜装置的所述位移测量传感器7有四个，分别间隔设置在所述音圈电机之间。
52.其技术效果在于：实时监控反射镜的位置。
53.在本实用新型较佳的实施例中，上述二维动磁式快速反射镜装置的所述位移测量传感器7采用电涡流传感器。
54.其技术效果在于：利用电涡流传感器获取反射镜的位置信息，并将反馈信号发送给控制系统，控制系统再对音圈电机发送信号，对反射镜位置进行精确调整。
55.本实用新型实施例旨在保护一种二维动磁式快速反射镜装置，具备如下效果：
56.1.采用柔性组件作为与反射镜支架直接接触的结构，用于约束快速反射镜的自由度、简化柔性承载结构以及提升抗振动性能。
57.2.柔性组件旋转轴位于柔性轴座连接支架端的尾孔中，减小快速反射镜在运动过程与快速反射镜支架之间的间隙，实现对反射镜偏转位置的粗调整。
58.3.采用音圈电机直接推动反射镜支架，减小了快速反射镜系统的尺寸，使整体结构更为紧凑；
59.有效防止线缆拖拽造成的损坏和线圈与反射镜支架的直接接触导致的反射镜热变形；
60.保证了较大的间隙和行程，使得快反镜能够实现较大的倾斜角度。
61.4.采用电涡流传感器获取反射镜的位置信息，并将反馈信号发送给控制系统，控制系统再对音圈电机发送信号，实现对反射镜位置进行精确调整。
62.应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。