[發明專利]高速二維掃描機構

有效

• 申請號: 201410550308.3
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104345447A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 關冉;謝巍;侯麗偉;曹德華;周德亮;王兵兵;劉素芳;臧元章;鄒鍶;俞旭輝;王曉東;魯斌;汪瑞
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十研究所
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中;樊昕

1.一種高速二維掃描機構，其特征在于，包括掃描鏡、支撐架、第一電機軸、第一電機、方形框架、第二電機軸、第二電機、U形架、第三電機軸、第三電機，其中，掃描鏡通過支撐架和第一電機形成轉動副連接，支撐架和第一電機軸固定，第一電機軸和掃描鏡面垂直且和鏡面中心在同一直線上，掃描鏡在第一電機的驅動下繞掃描鏡的法線方向旋轉；第一電機固定在方形框架上，方形框架通過第二電機軸同U形架形成轉動副連接，第二電機軸和第一電機軸相互垂直且在同一面上，第二電機軸和掃描鏡面平行，且其在掃描鏡上的垂直投影經過掃描鏡中心，第二電機固定在U形架上，方形框架和掃描鏡在第二電機的驅動下繞第二電機軸轉動；U形架通過第三電機軸和第三電機形成轉動副連接，U形架和第三電機軸固定。

2.根據權利要求1所述的高速二維掃描機構，其特征在于，還包括角度傳感器，所述第一電機、第二電機和第三電機分別通過角度傳感器來實現對各個電機的實時反饋和控制。

3.根據權利要求2所述的高速二維掃描機構，其特征在于，所述角度傳感器內置于電機內部或安裝在相應的電機軸上。

4.根據權利要求1所述的高速二維掃描機構，其特征在于，所述第一電機、第二電機和第三電機選用能提高電機軸和電機之間同軸度的中空軸結構的電機，以滿足掃描機構高精度要求。

5.根據權利要求1所述的高速二維掃描機構，其特征在于，所述第一電機、第二電機和第三電機選用能增大電機輸出力矩的帶減速機式電機，以滿足掃描鏡大轉動慣量要求。

6.根據權利要求1所述的高速二維掃描機構，其特征在于，根據所帶負載轉動慣量的依次增大，所述第一電機、第二電機和第三電機選擇正常工作時所輸出的力矩依次增大的相應結構與型號的電機。

7.根據權利要求1所述的高速二維掃描機構，其特征在于，所述方形框架和第二電機軸之間以軸肩和擋圈限制軸向移動，以過盈配合的平鍵或緊定螺釘來限制第二電機軸的轉動。

8.根據權利要求1所述的高速二維掃描機構，其特征在于，所述第一電機軸和第三電機軸之間在初始位置時有一個固定的角度，以保證掃描鏡將光線反射到后光路中的光學系統中。

9.根據權利要求8所述的高速二維掃描機構，其特征在于，所述固定角為45°或60°。

10.根據權利要求1所述的高速二維掃描機構，其特征在于，所述第三電機帶動U形架轉動，從而帶動方形框架和掃描鏡繞第三電機軸轉動，同時第一電機帶動掃描鏡繞第一電機軸以同樣的速度反向轉動，這種復合運動的結果是掃描鏡將在一個維度上實現近線性的掃描；在第一和第三電機轉動半周時，第二電機驅動方形框架帶動掃描鏡繞第二電機軸轉動，從而實現第二個維度的步進；第一電機和第三電機每轉動一圈，掃描機構實現兩行或兩列的掃描。