五桿機構、擺鏡系統及二維擺鏡裝置制造方法及圖紙

一種五桿機構，包括第一構件、第二構件、第三構件、第四構件和第五構件；第一構件的一端和第五構件通過第一回轉鉸連接，第一構件的另一端和第二構件的一端通過第二回轉鉸連接，第二構件的另一端和第三構件的一端通過第一球鉸連接，第三構件的另一端和第四構件的一端通過第二球鉸連接，第四構件的另一端和第五構件通過第三回轉鉸連接；第二構件通過第一構件的驅動，繞第一回轉鉸進行俯仰運動，第二構件通過第三構件和第四構件的驅動，繞第二回轉鉸進行方位運動。上述五桿機構，布置合理，結構緊湊，體積小，且第二構件擺動角度范圍大，理論上可以達到第一球鉸和第二球鉸所允許的擺動范圍。此外，還提供一種擺鏡系統和一種二維擺鏡裝置。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及光束控制領域，尤其涉及一種五桿機構、擺鏡系統及二維擺鏡裝置。
技術介紹
快速反射鏡是近年來發展起來的一種用于精密跟蹤的技術手段，用以控制發射和接收光軸的方向和對光束指向的變化進行校正。快速反射鏡工作于光源或接收器與目標之間，是調整和穩定光學系統視軸或光束指向的重要部件。國內外相關單位致力于快速反射鏡系統的研究，并已經成功應用于天文望遠鏡、自適應光學、空間激光通信以及激光武器等領域。目前，快速反射鏡的結構形式主要分為有軸系和無軸系兩種結構形式。有軸系快速反射鏡采用傳統的機械軸系，通過驅動機械軸帶動反射鏡的偏轉，具有運動范圍大的特點，但也存在體積較大的問題。
技術實現思路
鑒于此，有必要提供了一種用于實現二維擺鏡調節的有軸系的體積小的五桿機構(RRSSR機構)、擺鏡系統及一種二維擺鏡裝置。一種五桿機構，包括第一構件、第二構件、第三構件、第四構件和第五構件；所述第一構件的一端和所述第五構件通過第一回轉鉸連接，所述第一構件的另一端和所述第二構件的一端通過第二回轉鉸連接，所述第二構件的另一端和所述第三構件的一端通過第一球鉸連接，所述第三構件的另一端和所述第四構件的一端通過第二球鉸連接，所述第四構件的另一端和所述第五構件通過第三回轉鉸連接；所述第二構件通過所述第一構件的驅動，繞所述第一回轉鉸進行俯仰運動，所述第二構件通過所述第三構件和所述第四構件的驅動，繞所述第二回轉鉸進r>行方位運動。在其中一個實施例中，所述第一回轉鉸的軸線和所述第二回轉鉸的軸線垂直相交。在其中一個實施例中，所述第一回轉鉸的軸線和所述第二回轉鉸的軸向垂直相交于O點，以所述第一回轉鉸的軸線為X軸，以所述第二回轉鉸的軸線的初始狀態為Z軸，以經過O點且垂直于XOZ平面的直線為Y軸，建立坐標系，當所述第二回轉鉸擺動至所述第二回轉鉸的軸線位于XOZ平面內時，所述第一球鉸的中心位于XOY平面內。一種擺鏡系統，包括五桿機構和平面鏡，所述五桿機構包括第一構件、第二構件、第三構件、第四構件和第五構件；所述第一構件的一端和所述第五構件通過第一回轉鉸連接，所述第一構件的另一端和所述第二構件的一端通過第二回轉鉸連接，所述第二構件的另一端和所述第三構件的一端通過第一球鉸連接，所述第三構件的另一端和所述第四構件的一端通過第二球鉸連接，所述第四構件的另一端和所述第五構件通過第三回轉鉸連接；所述第二構件通過所述第一構件的驅動，繞所述第一回轉鉸進行俯仰運動，所述第二構件通過所述第三構件和所述第四構件的驅動，繞所述第二回轉鉸進行方位運動；所述反射鏡安裝于所述第二構件上，且所述第二回轉鉸的軸線始終處于所述反射鏡的反射面內。一種二維擺鏡裝置，包括基座、俯仰運動傳動軸系、方位運動傳動軸系、安裝架、反射鏡組件、擺桿和連桿；所述基座上安裝有第一電機和第二電機；所述安裝架包括安裝部和與所述安裝部固定連接的兩條安裝臂；所述俯仰運動傳動軸系包括第一傳動軸，所述第一傳動軸的一端和所述第一電機連接，所述第一傳動軸的另一端與所述安裝架的所述安裝部固定連接；所述方位運動傳動軸系包括第二傳動軸，所述第二傳動軸的一端和所述第二電機連接，所述第二傳動軸的另一端與所述擺桿的一端連接；所述反射鏡組件設于兩條所述安裝臂之間，兩條所述安裝臂和所述反射鏡組件之間分別通過轉軸連接，所述反射鏡組件能繞所述轉軸轉動；所述連桿的一端和所述反射鏡組件連接，所述連桿的另一端和所述擺桿遠離所述第二傳動軸的一端連接。在其中一個實施例中，所述反射鏡組件開設有第一通孔，所述第一通孔內設有第一關節軸承，所述擺桿遠離所述第二傳動軸的一端開設有第二通孔，所述第二通孔內設有第二關節軸承，所述連桿兩端的軸頸分別與所述第一關節軸承和第二關節軸承的內圈相配合，所述連桿的兩端面上安裝有第一鎖緊螺釘和第二鎖緊螺釘，所述第一鎖緊螺釘和所述第二鎖緊螺釘分別用于將所述連桿與所述第一關節軸承和第二關節軸承的內圈緊固。在其中一個實施例中，所述第一關節軸承遠離所述連桿的一端依次設有第一壓緊套、第一波形彈簧和第一彈簧壓蓋，所述第一壓緊套、第一波形彈簧和第一彈簧壓蓋均設于所述第一通孔內，所述第一彈簧蓋通過螺紋結構和所述反射鏡組件固定連接，所述第一彈簧壓蓋將所述第二波形彈簧壓緊；所述第二關節軸承遠離所述連桿的一端依次設有第二壓緊套、第二波形彈簧和第二彈簧壓蓋，所述第二壓緊套、第二波形彈簧和第二彈簧壓蓋均設于所述第二通孔內，所述第二彈簧蓋通過螺紋結構和所述擺桿固定連接，所述第二彈簧壓蓋將所述第二波形彈簧壓緊。在其中一個實施例中，所述第一傳動軸的軸向安裝有間隔設置的第一軸承和第二軸承，所述第一傳動軸上套設有第一隔環，所述第一隔環設于所述第一軸承和所述第二軸承之間，所述第一傳動軸上套設有第一鎖緊螺母，所述第一鎖緊螺母用于固定所述第一軸承和所述第二軸承的軸向位置；所述第二傳動軸的軸向安裝有間隔設置的第三軸承和第四軸承，所述第二傳動軸上套設有第二隔環，所述第二隔環設于所述第三軸承和第四軸承之間，所述第二傳動軸上套設有第二鎖緊螺母，所述第二鎖緊螺母用于固定所述第三軸承和所述第四軸承的軸向位置。在其中一個實施例中，所述第一傳動軸上還安裝有第一旋轉變壓器和第三鎖緊螺母，所述第三鎖緊螺母用于固定所述第一旋轉變壓器的軸向位置；所述第二傳動軸上還安裝有第二旋轉變壓器和第四鎖緊螺母，所述第四鎖緊螺母用于固定所述第二旋轉變壓器的軸向位置。在其中一個實施例中，所述安裝架的兩條安裝臂上的轉軸對稱分布，兩個所述轉軸分別通過一個軸承和所述安裝臂連接。上述五桿機構，通過第一構件、第二構件、第三構件、第四構件和第五構件的合理布置，結構緊湊，體積小，且第二構件擺動角度范圍大，理論上可以達到第一球鉸和第二球鉸所允許的擺動范圍。上述擺鏡系統，使用五桿機構控制擺鏡進行擺動時，擺鏡的擺動角度范圍大。其結構緊湊，體積小。由于采用閉鏈五桿機構來實現反射鏡的二維擺動，避免了采用開鏈機構實現時所帶來的運動部件慣量較大的問題。使用五桿機構控制擺鏡進行擺動時，很容易實現使反射鏡的反射面通過第二回轉鉸的軸線和第一球鉸的中心，因此反射鏡在擺動時不會對光束產生平移的影響。上述大角度二維擺鏡裝置，在俯仰運動傳動軸系和方位運動傳動軸系中的第一電機和第二電機驅動下，可以實現反射鏡的二維擺動。該二維擺鏡裝置具有擺動角度只受第一關節軸承和第二關節軸承擺動角度限制本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種五桿機構，其特征在于，包括第一構件、第二構件、第三構件、第四構件和第五構件；所述第一構件的一端和所述第五構件通過第一回轉鉸連接，所述第一構件的另一端和所述第二構件的一端通過第二回轉鉸連接，所述第二構件的另一端和所述第三構件的一端通過第一球鉸連接，所述第三構件的另一端和所述第四構件的一端通過第二球鉸連接，所述第四構件的另一端和所述第五構件通過第三回轉鉸連接；所述第二構件通過所述第一構件的驅動，繞所述第一回轉鉸進行俯仰運動，所述第二構件通過所述第三構件和所述第四構件的驅動，繞所述第二回轉鉸進行方位運動。

【技術特征摘要】
1.一種五桿機構，其特征在于，包括第一構件、第二構件、第三構件、第四構件和第五構件；
所述第一構件的一端和所述第五構件通過第一回轉鉸連接，所述第一構件的另一端和所述第二構件的一端通過第二回轉鉸連接，所述第二構件的另一端和所述第三構件的一端通過第一球鉸連接，所述第三構件的另一端和所述第四構件的一端通過第二球鉸連接，所述第四構件的另一端和所述第五構件通過第三回轉鉸連接；
所述第二構件通過所述第一構件的驅動，繞所述第一回轉鉸進行俯仰運動，所述第二構件通過所述第三構件和所述第四構件的驅動，繞所述第二回轉鉸進行方位運動。
2.如權利要求1所述的五桿機構，其特征在于，所述第一回轉鉸的軸線和所述第二回轉鉸的軸線垂直相交。
3.如權利要求2所述的五桿機構，其特征在于，所述第一回轉鉸的軸線和所述第二回轉鉸的軸向垂直相交于O點，以所述第一回轉鉸的軸線為X軸，以所述第二回轉鉸的軸線的初始狀態為Z軸，以經過O點且垂直于XOZ平面的直線為Y軸，建立坐標系，當所述第二回轉鉸擺動至所述第二回轉鉸的軸線位于XOZ平面內時，所述第一球鉸的中心位于XOY平面內。
4.一種擺鏡系統，其特征在于，包括五桿機構和平面鏡，所述五桿機構包括第一構件、第二構件、第三構件、第四構件和第五構件；
所述第一構件的一端和所述第五構件通過第一回轉鉸連接，所述第一構件的另一端和所述第二構件的一端通過第二回轉鉸連接，所述第二構件的另一端和所述第三構件的一端通過第一球鉸連接，所述第三構件的另一端和所述第四構件的一端通過第二球鉸連接，所述第四構件的另一端和所述第五構件通過第三回轉鉸連接；
所述第二構件通過所述第一構件的驅動，繞所述第一回轉鉸進行俯仰運動，所述第二構件通過所述第三構件和所述第四構件的驅動，繞所述第二回轉鉸進行方位運動；
所述第二構件上安裝有反射鏡，且所述第二回轉鉸的軸線始終處于所述反射鏡的反射面內。
5.一種二維擺鏡裝置，其特征在于，包括基座、俯仰運動傳動軸系、方位運動傳動軸系、安裝架、反射鏡組件、擺桿和連桿；
所述基座上安裝有第一電機和第二電機；
所述安裝架包括安裝部和與所述安裝部固定連接的兩條安裝臂；
所述俯仰運動傳動軸系包括第一傳動軸，所述第一傳動軸的一端和所述第一電機連接，所述第一傳動軸的另一端與所述安裝架的所述安裝部固定連接；
所述方位運動傳動軸系包括第二傳動軸，所述第二傳動軸的一端和所述第二電機連接，所述第二傳動軸的另一端與所述擺桿的一端連接；
所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：康偉，趙華龍，
申請(專利權)人：中國科學院西安光學精密機械研究所，
類型：新型
國別省市：陜西;61