[發(fā)明專利]具備傳感信號調(diào)平功能的二維快速偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010323604.5
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111510019B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓文文;徐明龍;田征
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H02N2/02
• 分類號: H02N2/02;H02N2/04;H02N2/06;G02B26/08
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會俠

具備傳感信號調(diào)平功能的二維快速偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置及方法，該裝置由底座，安裝在底座碟簧安裝槽內(nèi)的碟簧，安裝在底座傳感信號調(diào)平電路板安裝槽內(nèi)的傳感信號調(diào)平電路板，安裝在底座上端驅(qū)動單元安裝槽上的四個具備自傳感功能的驅(qū)動單元，安裝在底座下端的底座后蓋，安裝在底座側(cè)面的格蘭頭，與底座通過限位銷和頂絲相連接的外殼，安裝在外殼鋼珠限位槽的鋼珠以及穿過碟簧內(nèi)孔和底座螺桿安裝孔且安裝在外殼鏡托上的螺桿所組成；對調(diào)節(jié)裝置X(或Y)方向的一對驅(qū)動單元上的壓電堆施加差分電壓，可實現(xiàn)鏡托X(或Y)軸轉(zhuǎn)動，同時驅(qū)動單元自傳感模塊組全橋產(chǎn)生傳感信號，經(jīng)過傳感信號調(diào)平電路板調(diào)平輸出用以調(diào)節(jié)裝置閉環(huán)控制。該調(diào)節(jié)裝置驅(qū)動傳感一體化設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊，可實現(xiàn)負載高精度二維快速偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精密儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及具備傳感信號調(diào)平功能的二維快速偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置及方法。

技術(shù)背景

隨著航天工程等學(xué)科的迅速發(fā)展，高精度快速二維偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)在激光通信光束的快速捕獲、精準跟蹤以及天文望遠鏡、圖像穩(wěn)定控制等方面得到了廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮著日益重要的作用。

以音圈電機為核心器件的電磁類作動裝置，往往具有體積大，工作時有電磁泄漏，且位置保持時功耗大、發(fā)熱嚴重等不足。

現(xiàn)有二維偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)傳感器體積大，傳感信號弱，不利于航天輕型化應(yīng)用。

傳統(tǒng)單純?nèi)嵝糟q鏈二維偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機構(gòu)，結(jié)構(gòu)剛度小，基頻低，不能滿足航天部門激光通信光學(xué)指向高頻跟蹤控制等應(yīng)用需求。

壓電作動器具有尺寸小、重量輕、功耗低、響應(yīng)快、作動精度高、輸出力大、發(fā)熱小等特點，廣泛應(yīng)用于高精度調(diào)節(jié)和作動機構(gòu)中。

采用應(yīng)變計粘貼在壓電堆側(cè)面組全橋的間接傳感方式可實現(xiàn)二維偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置在保證傳感精度的前提下做到傳感器輕型化設(shè)計。采用加入信號調(diào)平電路的方法，對橋路進行配平，消除因橋路初始不平衡導(dǎo)致的傳感信號偏置現(xiàn)象。

碟簧具有體積小，重量輕，剛度大等特點，采用碟簧配合柔性交方式可以提高二維偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置轉(zhuǎn)動剛度，提升調(diào)節(jié)裝置基頻。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供具備傳感信號調(diào)平功能的二維快速偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置及方法，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度二維快速偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)驅(qū)動傳感一體化，輕型化設(shè)計；該裝置具有重量輕、基頻高、傳感精度高、傳感信號調(diào)平、能快速響應(yīng)的特點。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

具備傳感信號調(diào)平功能的二維快速偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)裝置，該裝置由底座1，安裝在底座碟簧安裝槽1-1內(nèi)的碟簧2，安裝在底座傳感信號調(diào)平電路板安裝槽1-2內(nèi)的傳感信號調(diào)平電路板3，安裝在底座1上端第一驅(qū)動單元安裝槽1-3上的第一驅(qū)動單元4，安裝在底座1上端第二驅(qū)動單元安裝槽1-4上的第二驅(qū)動單元5，安裝在底座1上端第三驅(qū)動單元安裝槽1-5上的第三驅(qū)動單元6，安裝在底座1上端第四驅(qū)動單元安裝槽1-6上的第四驅(qū)動單元7，安裝在底座1下端的底座后蓋8，安裝在底座側(cè)面螺紋孔1-7的格蘭頭9，與底座1通過限位銷10和頂絲11相連接的由上部的外殼鏡托12-5和下部的外殼罩12-7組成的外殼12，安裝在外殼鏡托12-5內(nèi)側(cè)的外殼鋼珠第一限位槽12-1內(nèi)且與第一驅(qū)動單元4上端進行點接觸的第一鋼珠(13)，安裝在外殼鏡托12-5內(nèi)側(cè)的外殼鋼珠第二限位槽12-2內(nèi)且與第二驅(qū)動單元5上端進行點接觸的第二鋼珠14，安裝在外殼鏡托12-5內(nèi)側(cè)的外殼鋼珠第三限位槽12-3內(nèi)且與第三驅(qū)動單元6上端進行點接觸的第三鋼珠15，安裝在外殼鏡托12-5內(nèi)側(cè)的外殼鋼珠第四限位槽12-4內(nèi)且與第四驅(qū)動單元7上端進行點接觸的第四鋼珠16，以及穿過碟簧內(nèi)孔2-1和底座螺桿安裝孔1-8且安裝在外殼鏡托12-5上的螺桿17所組成；