br>[0026]安装时，大口径反射镜I背面直接与两自由度轴承2头部法兰、四个音圈驱动电机的动子4的头部法兰、传感器动子5的头部法兰连接，通过螺纹紧固。两自由度轴承2支撑大口径反射镜I并提供沿X、Y两个轴的旋转自由度。两自由度轴承2的尾部法兰、四个音圈电机定子3尾部法兰与基板7连接，通过螺纹紧固，定位销定位。
[0027]如图6所示，在本实施例中，还包括控制组件，控制组件包括信号调理单元8、AD转换单元9、DSP控制器10、DA转换单元11、功率放大单元12、CAN总线接口单元13，控制组件用于将传感组件的检测信息转化传输给驱动组件以实施对大口径反射镜I转角控制。当传感器动子5随大口径反射镜I 一起发生偏转运动时，传感器动子5和传感器定子6间绕X轴与Y轴的间隙发生变化，并通过电容测量原理将该间隙变化量转化为电量变化。信号调理单元8将这一变化转换为模拟电压信号，完成平面大口径反射镜I绕X和Y两个输出轴偏转角度的实时探测。
[0028]具体应用在本实施例中，所述控制组件包括有支持CAN网络的嵌入式DSP控制板16。嵌入式DSP控制板16可作为CAN总线控制网络上的一个节点，通过CAN总线接收目标跟踪器15发送的参考位置指令，DSP控制器10按照自身的控制周期，读取该参考位置指令。大口径反射镜I的实际位置被传感组件探测到后，由信号调理单元8转换为模拟电压信号送入AD转换单元9，AD转换单元9按照与DSP控制器10同步的控制周期对该模拟电压信号进行采样并将其转换为代表实际位置值的数字量，该实际位置被DSP控制器10读取后，与所述参考位置指令进行比较，得到控制偏差量，DSP控制算法对该控制偏差量进行运算，得到控制量，该控制量经DA转换单元11转换为模拟电压，再经功率放大单元12放大后驱动两只音圈驱动电机，对大口径反射镜I实施转角控制。
[0029]在本实施例中，控制组件还包括电源变换单元14，电源变换单元14为宽电压型DC-DC变换电路以用于对输入电源进行滤波与隔离后，变换为控制组件需要的直、交流二次电源。该电源变换电路电磁兼容性能好，设计的电源滤波器可以有效吸收快速反射镜工作时产生的交流噪声，将其对电源母线产生的影响降至最小，使系统具备较高的电磁兼容性會K。
[0030]如图3所示，在本实施例中，大口径反射镜I的基体为金属铝材质。在其他实施例中，所述大口径反射镜I的基体还可采用其他轻质的金属材质制成。在本实施例中，还可在大口径反射镜I的背面进行减重设计，在其四周形成框架结构，在该框架结构的中间位置设有平面结构的安装区，安装区可采用实心结构，不做减重处理。
[0031]本发明通过采用大口径的轻质金属平面镜，与音圈电机驱动组件、两自由度轴承
2、传感组件融为一体，加工方便装配简单，无摩擦、无间隙、无需润滑，相同成本下稳定精度明显提高；并且大幅提高了快速反射镜的通光孔径，使之尤其适合动载体条件下的大幅面二级复合摄像稳定系统应用需求。
[0032]通过采用CAN总线DSP嵌入式控制板，实现了该类装置的CAN网络控制；并且低电压单一直流电源供电，简化了系统外部供电电源要求，使用简便，可靠性高，电磁兼容性好，环境适应性强；使得本发明可广泛应用于动基座条件下的大幅面超精密稳像、空间激光通信、激光雷达、自适应光学补偿、激光对准等领域。
[0033]以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种大口径精密光束指向装置，其特征在于，包括基板(7)、大口径反射镜(I)及驱动组件，所述大口径反射镜(I)的背面通过两自由度轴承(2)支承于基板(7)上，所述驱动组件安装于基板(7)上，所述驱动组件的驱动端与大口径反射镜(I)相连并可带动所述大口径反射镜(I)在两个自由度上运动。
2.如权利要求1所述的大口径精密光束指向装置，其特征在于，所述驱动组件包括四个音圈驱动电机，所述四个音圈驱动电机均布于两自由度轴承(2)的四周、且两两串联驱动。
3.如权利要求2所述的大口径精密光束指向装置，其特征在于，所述音圈驱动电机的定子(3)安装于基板(7)上，所述音圈驱动电机驱动端的动子(4)通过法兰与大口径反射镜(I)相连。
4.如权利要求1?3任意一项所述的大口径精密光束指向装置，其特征在于，所述两自由度轴承(2)为柔性轴承，且由一整块金属材料线切割加工而成。
5.如权利要求1?3任意一项所述的大口径精密光束指向装置，其特征在于，所述基板(7)还安装有传感组件，所述传感组件包括相连的传感器动子(5)和传感器定子(6)，所述传感器定子(6 )安装于基板(7 )上，所述传感器动子(5 )安装于大口径反射镜(I)上。
6.如权利要求5所述的大口径精密光束指向装置，其特征在于，还包括控制组件，所述控制组件包括信号调理单元(8 )、AD转换单元(9 )、DSP控制器(10 )、DA转换单元(11)、功率放大单元(12)、CAN总线接口单元(13)，所述控制组件用于将传感组件的检测信息转化传输给驱动组件以实施对大口径反射镜(I)转角控制。
7.如权利要求6所述的大口径精密光束指向装置，其特征在于，所述控制组件还包括电源变换单元(14)，所述电源变换单元(14)为宽电压型DC-DC变换电路以用于对输入电源进行滤波与隔离后，变换为控制组件需要的直、交流二次电源。
8.如权利要求7所述的大口径精密光束指向装置，其特征在于，所述大口径反射镜(I)的基体为金属铝材质。
【专利摘要】本发明公开一种大口径精密光束指向装置，包括基板、大口径反射镜及驱动组件，大口径反射镜的背面通过两自由度轴承支承于基板上，驱动组件安装于基板上，驱动组件的驱动端与大口径反射镜相连并可带动所述大口径反射镜在两个自由度上运动。本发明可满足大幅面稳像应用需求，明显提高稳定精度，大大简化加工和装配过程。
【IPC分类】G02B26-08
【公开号】CN104777608
【申请号】CN201510135251
【发明人】范世珣, 范大鹏, 翟德德, 熊飞湍, 洪华杰, 张智永, 张连超
【申请人】中国人民解放军国防科学技术大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月26日