[發明專利]一種基于正交軸系的高精度大口徑電動反射鏡架

有效

• 申請號: 201210554701.0
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103018879A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張宏志;梁迎春;胡富強;張鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G02B7/198
• 分類號: G02B7/198
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電動反射鏡架，具體涉及一種基于正交軸系的高精度大口徑電動反射鏡架，是一種精密的電控機械調整機構，主要應用于精密光學中大口徑激光光路的調整。

背景技術

大口徑電動反射鏡架是實現400mm-600mm口徑高能量激光光路調整的精密機電設備。目前，在激光核聚變相關技術領域內，未發現有對于400mm以上的大口徑激光束傳輸方向進行高精度引導的電動反射鏡架，已知的傳統反射鏡架調整精度較低且難于控制，對于光束的準直引導和光束近場調整的靈活性差。不適用于大口徑高精度激光束傳輸方向的調整。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于正交軸系的高精度大口徑電動反射鏡架，以解決在對大口徑激光束的傳輸方向進行引導的過程不夠精準且難于控制，完成對激光光束的準直引導和光束近場調整的靈活性差的問題。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：所述高精度大口徑電動反射鏡架包括鏡架基礎組件、過渡框組件、兩個微驅動器、俯仰連接塊和偏擺連接塊，兩個微驅動器分別為俯仰軸微驅動器和偏擺軸微驅動器，所述鏡架基礎組件包括機架、俯仰軸框、偏擺軸框、兩個第一轉軸、兩個第二轉軸和四對軸承，機架、俯仰軸框、偏擺軸框均為矩形結構，水平設置的兩個第一轉軸穿過機架的兩個豎直邊框，所述機架通過第一轉軸與俯仰軸框建立連接關系，每個第一轉軸與機架之間設置有一對軸承，俯仰軸框相對機架做俯仰角度調整，豎直設置的第二轉軸穿過俯仰軸框的兩個水平邊框，所述俯仰軸框通過第二轉軸與偏擺軸框建立連接關系，每個第二轉軸與偏擺軸框之間設置有一對軸承，偏擺軸框相對俯仰軸框做偏擺調整，所述過渡框組件安裝在偏擺軸框的內側面上，過渡框組件與偏擺軸框配合設置，所述過渡框組件包括過渡框體、第一定位框、第二定位框、橫向定位擋條和軸向定位擋條，所述過渡框體固定連接在第一定位框與第二定位框之間，橫向定位擋條貼緊在過渡框體的內側面上，軸向定位擋條貼緊在第二定位框內側面上，所述俯仰軸微驅動器和偏擺軸微驅動器通過鎖緊件安裝在鏡架基礎組件上，俯仰軸微驅動器的微驅動輸出端通過俯仰連接塊與俯仰軸框連接，偏擺軸微驅動器的微驅動輸出端通過偏擺連接塊與偏擺軸框連接，反射鏡片安裝在過渡框組件內。

本發明包含的有益效果是：

一、本發明的電動反射鏡架的作用是完成激光光束的準直引導和光束近場調整，實現對光束焦點位置的準確控制，其工作模式有二種：一是在多光束靶傳感器的監控下，自動調整反射鏡的二維轉角，實現光束方向的精確引導和控制；二是人工設定反射鏡二維轉角的數值，電動調整反射鏡片的二維轉角，實現控制光束方向的盲調功能。

二、本發明中的鏡架基礎組件用于安裝反射鏡片的過渡框組件，并在驅動裝置的驅動下，帶動反射鏡片實現俯仰和偏擺的二維角度調整，鏡架基礎組件中的俯仰軸框通過軸承支撐與機架連接，并相對機架做俯仰角度調整，鏡架基礎組件中的偏擺軸框通過軸承支撐與俯仰軸框連接，并相對俯仰軸框做偏擺角度調整，二正交軸系配合運動完成反射鏡片的二維正交角度調整。

三、本發明中第一轉軸與其端部布置軸承配合使用，第二轉軸與其端部布置軸承配合使用，這樣設置既實現軸承的定位、預緊，又減小了預緊力對軸框引起的變形和安裝誤差。

四、本發明中的過渡框組件實現反射鏡片的無應力裝夾，在反射鏡片與反射鏡架的安裝/拆卸過程中，提高反射鏡片安裝的重復定位精度和穩定性、保證反射鏡片與鏡架基礎組件拆裝操作簡單、方便，第一定位框是安裝反射鏡片的主定位元件，保證反射鏡片在過渡框中沿光軸方向的定位，利用第二定位框和軸向定位擋條保證反射鏡片在過渡框中沿光軸方向的位置不變；利用橫向定位擋條保證反射鏡片在過渡框中橫向的位置不變，實現反射鏡片與過渡框之間的無應力聯接；在鏡架的結構設計時，使第一定位框的定位表面與反射鏡片二回轉軸線共面，保證反射鏡片的反射表面中心點的空間位置不變，共面精度由相關零件的機械加工精度保證。

五、本發明的俯仰軸微驅動器和偏擺軸微驅動器用于驅動反射鏡片俯仰和偏擺二回轉軸運動，實現反射鏡片二維角度調整，俯仰鎖緊組件和偏擺鎖緊組件具有自鎖功能，起到鎖緊的作用。

六、本發明通過采用微驅動器帶動反射鏡片實現俯仰和偏擺的二維角度調整，實現對大口徑激光束的傳輸方向進行精確引導和控制，完成對激光光束的準直引導和光束近場調整。

七、本發明還具有結構簡單，安裝、調試和維修操作方便，工作性能的可靠性和穩定性高。

附圖說明