[實用新型]雙電機驅動的高響應激光動態聚焦裝置

有效

• 申請號: 202020804614.6
• 申請日: 2020-05-14
• 公開（公告）號: CN212009103U
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 陳光勝;徐志翔
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G02B7/04
• 分類號: G02B7/04
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 王晶

本實用新型涉及一種雙電機驅動的高響應激光動態聚焦裝置，包括基座、曲柄滑塊機構、動態聚焦透鏡座、聚焦透鏡，所述聚焦透鏡通過動態聚焦透鏡座上安裝在滑塊上，滑塊與直線導軌配合連接組成移動副，滑塊沿直線導軌運動方向與激光光路平行，且在光路上；所述基座內平行安裝主電機和從電機，所述主電機和從電機的軸分別與主曲柄和從曲柄固定連接，主曲柄和從曲柄之間通過大連桿鉸接組成平行四邊形驅動機構，所述主曲柄上端通過小連桿鉸接滑塊。本實用新型能夠克服單電機驅動響應慢缺點，滿足三維高速激光加工需求；電機傳動機構采用平行四邊形設計，2個電機運動規律完全相同，可以采用完全相同的控制策略，大大簡化控制方式。

技術領域

本實用新型涉及一種光學元件的安裝、調整、聚焦或改變放大率的機構，尤其指一種應用于振鏡式的3D動態調焦機構。

背景技術

在三維掃描振鏡中，除了X、Y軸方向的掃描鏡片外，還增加了可以在Z軸方向移動的準直透鏡或其他形式的動態聚焦透鏡。這樣激光焦點在工件上三維曲面均能實現聚焦移動。Z軸調焦機構，可以帶動準直透鏡或其他形式的動態聚焦透鏡在Z軸方向作高速運動，實現光點的快速聚焦。傳統的振鏡式Z軸調焦機構，多采用單電機驅動結構，受電機功率影響，系統響應速度慢，致使三維加工不能快速完成，效率低下。

發明內容

本實用新型是要提供一種高速，高響應、性能穩定的雙電機驅動的激光動態聚焦裝置，用于三維掃描振鏡Z軸的高響應激光動態聚焦。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：一種雙電機驅動的高響應激光動態聚焦裝置，包括基座、曲柄滑塊機構、動態聚焦透鏡座、聚焦透鏡，所述聚焦透鏡通過動態聚焦透鏡座上安裝在曲柄滑塊機構的滑塊上，滑塊與直線導軌配合連接組成移動副，滑塊沿直線導軌運動方向與激光光路平行，且在光路上；所述基座內平行安裝主電機和從電機，所述主電機和從電機的軸分別與主曲柄和從曲柄固定連接，主曲柄和從曲柄之間通過大連桿鉸接組成平行四邊形驅動機構，所述主曲柄上端通過小連桿鉸接滑塊。

進一步，所述主電機和從電機連接電機驅動器，在電機驅動器的控制下同步進行擺動運動，在主電機和從電機的共同驅動下，聚焦透鏡實現快速往復直線運動，從而實現快速光點聚焦。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型的優點是克服單電機驅動響應慢缺點，滿足三維高速激光加工需求；電機傳動機構采用平行四邊形設計，2個電機運動規律完全相同，可以采用完全相同的控制策略，大大簡化控制方式。

附圖說明

圖1是本實用新型的雙電機驅動的高響應激光動態聚焦裝置原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步的說明。

如圖1所示，本實用新型的雙電機驅動的高響應激光動態聚焦裝置，主要包括基座1、主電機2、從電機3、主曲柄4、從曲柄5、大連桿6、小連桿7、直線導軌8、滑塊9、動態聚焦透鏡座10、聚焦透鏡11。聚焦透鏡11安裝在動態聚焦透鏡座10上，動態聚焦透鏡座10安裝在滑塊9上，滑塊9沿直線導軌8運動方向與激光光路平行，且在光路上。直線導軌8安裝在基座1上，滑塊9與直線導軌8組成移動副連接，滑塊9能夠沿直線導軌8前后滑動，從而使固定在滑塊9上的動態聚焦透鏡座10及聚焦透鏡11實現運動，進而實現三維掃描振鏡的動態調焦的功能。

主電機2和從電機3軸線平行且同向安裝于基座1內，其中主電機2和從電機3的軸分別與主曲柄4和從曲柄5固定連接，分別隨電機軸的擺動面擺動，垂直于主軸機1回轉軸線取任平面做參考平面，則主、從電機軸線與參考平面交點分別為B、A；大連桿6通過軸承、軸與主曲柄4和從曲柄5鉸接，鉸接軸線與參考平面交點分別為C、D；小連桿7通過軸承、軸與滑塊9鉸接，鉸接軸線與參考平面交點分別為E、F。多邊形ABCD為平行四邊形，即長度AB＝CD，AD＝BC；

本實用新型的優點是克服單電機驅動響應慢缺點，滿足三維高速激光加工需求；電機傳動連桿機構采用平行四邊形設計，2個電機運動規律完全相同，可以采用完全相同的控制策略，大大簡化控制方式。具有高速，高響應、性能穩定的特點，適用于三維掃描振鏡Z軸的高響應激光動態聚焦裝置。