[發明專利]一種基于旋轉雙楔鏡的光束掃描機構

有效

• 申請號: 201210432016.0
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN102928978A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 袁艷;趙妍妍;蘇麗娟
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 姜榮麗

1.一種基于旋轉雙楔鏡的光束掃描機構，其特征在于：所述的光束掃描機構包括兩套光學組件，每套光學組件包括楔鏡(1)、鏡框(2)、大齒輪(3)、小齒輪(4)、電機(5)、軸承(6)、支架(7)和測角碼盤(8)，所述的楔鏡(1)安裝在鏡框(2)內部，鏡框(2)通過軸承(6)安裝在支架(7)上，在所述的鏡框(2)圓筒狀，一側端面安裝測角碼盤(8)，另一側端面安裝大齒輪(3)；電機(5)的齒輪軸通過小齒輪(4)帶動大齒輪(3)的轉動，實現對鏡框(2)上楔鏡(1)的驅動轉動，兩塊光學楔鏡分別驅動旋轉實現光束掃描。

2.根據權利要求1所述的一種基于旋轉雙楔鏡的光束掃描機構，其特征在于：所述的楔鏡(1)的外形都是圓柱形，圓柱的中心軸線定義為楔鏡(1)的光軸，通光面為圓柱的兩個端面，其中一個端面為垂直于光軸的平面、另一個端面為與光軸夾角大于零的斜面；兩塊楔鏡(1)以光軸同軸、平面相對、斜面相背的方式，通過兩個鏡框(2)實現組合安置，兩塊楔鏡(1)組合后，其中一個斜面對應掃描光束入射方向，另一個斜端面對應掃描光束的出射方向；在楔鏡(1)的斜面上加工出圓環平面，該圓環形平面(101)垂直于光軸。

3.根據權利要求1所述的一種基于旋轉雙楔鏡的光束掃描機構，其特征在于：所述的金屬鏡框(2)內裝入光學楔鏡(1)，以金屬鏡框(2)內帶有通孔的平臺端面(201)作為光學楔鏡(1)的軸向安裝定位面，楔鏡(1)外圓周與金屬鏡框(2)內筒留有0.02~0.03mm間隙；在光學楔鏡(1)斜面一端的圓環平面(101)上放置彈性橡膠墊(203)和金屬薄墊(204)，利用金屬螺紋壓圈(205)壓緊光學楔鏡(1)，并通過金屬鏡框(2)周圍的注膠孔(202)注膠固定楔鏡(1)；金屬鏡框(2)外圓柱上依次設計有大齒輪外圓面(206)、大齒輪端面(207)、軸承外圓面(208)、軸承端面(209)和安裝法蘭(210)，安裝法蘭(210)上均布螺紋通孔，為從金屬鏡框(2)一側端面安裝測角碼盤(8)所使用的安裝孔；軸承外圓面(208)和軸承端面(209)為軸承(6)的安裝定位面；大齒輪外圓面(206)和大齒輪端面(207)為大齒輪(3)的安裝定位面，大齒輪外圓面(206)上均布傳遞扭矩的銷孔(211)，用于將大齒輪(3)的扭矩傳遞給鏡框(2)。

4.根據權利要求1所述的一種基于旋轉雙楔鏡的光束掃描機構，其特征在于：所述的測角機構(8)由圓光柵(801)、讀數頭(802)和讀數頭座(803)組合而成，以金屬鏡框(2)的安裝法蘭(210)一側的斜面為圓光柵(801)的軸向安裝定位面，通過金屬螺釘將圓光柵(801)與安裝法蘭(210)連接，圓光柵(801)的零位在楔鏡(1)的厚端面一側；讀數頭(802)和讀數頭座(803)組成讀數頭組件，讀數頭座(803)具有兩個平行的平面，其中的一個平面通過螺釘固定安裝讀數頭(802)，另一個平面通過金屬螺釘連接于支架(7)上。

5.根據權利要求4所述的一種基于旋轉雙楔鏡的光束掃描機構，其特征在于：讀數頭(802)與圓光柵(801)之間距離在0.2mm以內。

6.根據權利要求1所述的一種基于旋轉雙楔鏡的光束掃描機構，其特征在于：所述的支架(7)外形呈現U型，在U型的兩臂上分別加工兩套楔鏡組件的軸承座(604)的安裝定位孔(701)，兩個安裝定位孔(701)距離U型支架(7)的底面等高；支架(7)與楔鏡組件連接的安裝法蘭(703)上均布有螺紋通孔(704)和兩個定位銷孔；兩個平面(705)分別位于支架兩臂的兩側，為兩個讀數頭組件的安裝定位面，讀數頭組件與支架(7)之間通過螺釘連接在一起；兩個安裝端面(706)分別位于支架(7)底部的兩側，為兩個小齒輪組件的安裝定位面；在U型支架(7)的兩臂垂直于安裝定位孔(701)的端面上分別加工兩套楔鏡組件上軸承座法蘭(606)的安裝連接平面(702)，兩套楔鏡組件分別通過各自的軸承座法蘭(606)與U型支架(7)上的安裝法蘭(703)連接為一體。

7.根據權利要求1所述的一種基于旋轉雙楔鏡的光束掃描機構，其特征在于：大齒輪(3)采用非對稱減重的設計方式，大齒輪(3)內孔(303)與金屬鏡框(2)間隙配合，大齒輪坯上排布腰形減重孔，互相之間為60°角分布，其中相對的兩個減重孔(301)和減重孔(302)大小不一，較大減重孔(301)一端與楔鏡(1)厚端在同一側；大齒輪(3)的輪轂四周均布錐銷孔(304)，用于大齒輪(3)與鏡框(2)之間的固連，傳遞扭矩。