本發(fā)明屬于快反鏡快拆結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種適用于軸向空間受限的模塊化反射鏡支撐結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)：

1、快反鏡（fast?steering?mirror，fsm）是一種通過高精度、快速調(diào)整反射鏡角度來實現(xiàn)光束定向、穩(wěn)定和補償?shù)年P(guān)鍵器件，在光學探測成像領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。在天文觀測中結(jié)合自適應(yīng)光學系統(tǒng)實時校正大氣湍流引起的像差，可提升望遠鏡成像分辨率；在激光通信中動態(tài)維持光路對準，確保高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性；在機載或星載光學系統(tǒng)中補償平臺振動，實現(xiàn)高分辨率成像與目標跟蹤；在激光發(fā)射領(lǐng)域精確控制光束路徑及指向以提升瞄準精度；此外，還廣泛應(yīng)用于激光雷達掃描、醫(yī)療光學設(shè)備實時調(diào)焦等領(lǐng)域?？旆寸R配合高靈敏度傳感器與閉環(huán)控制算法，可在毫秒級響應(yīng)內(nèi)實現(xiàn)微弧度級精度調(diào)整，成為現(xiàn)代高動態(tài)光學系統(tǒng)不可或缺的核心組件?？旆寸R按照驅(qū)動機構(gòu)的不同，可分為壓電陶瓷式或音圈電機形式，一般壓電陶瓷快反鏡結(jié)構(gòu)緊湊，體積更小，驅(qū)動控制相對更容易，且隨著技術(shù)的發(fā)展及廣泛應(yīng)用，壓電陶瓷式快反鏡以其成本優(yōu)勢等，應(yīng)用更加廣泛。在壓電陶瓷式快反鏡使用時，額外需要設(shè)計并完成光學反射鏡與促動器本體的連接及裝調(diào)。

2、壓電陶瓷式快反鏡促動器與光學元件分離，可靈活設(shè)計不同尺寸大小的光學反射鏡搭配快反鏡進行使用，通常光學元件與快反鏡通過機械結(jié)構(gòu)連接，一般采用壓塊固定或直接粘接的形式來完成集成。目前隨著快反鏡應(yīng)用的愈加普遍，在諸如激光領(lǐng)域應(yīng)用中，對其可靠性要求更加嚴格，不僅僅包括快反鏡促動器高頻震動使用的可靠性及精度，避免出現(xiàn)使用故障，同時還包括對光學元件可靠使用完成光路反射的要求，尤其在激光領(lǐng)域應(yīng)用中，由于高能量的激光容易對反射鏡膜系造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害，在出現(xiàn)此種情況下就需要對反射鏡進行更換，并且為了降低重復(fù)裝調(diào)時間提高效率，對重復(fù)定位精度提出了要求。但對于壓電陶瓷快反鏡來說，目前常用的光學反射鏡與促動器的支撐連接方式，都無法實現(xiàn)便捷的高精度重構(gòu)復(fù)位。以通常使用的直接粘接形式為例，光學反射鏡直接進行硬性的光學結(jié)構(gòu)膠粘接，一旦反射鏡出現(xiàn)問題，或促動器出現(xiàn)問題，無法在線單獨更換，需要整體進行拆解并全部更換，無法短時間內(nèi)實現(xiàn)單獨部分的快速保精度更換，裝調(diào)時間過長且費效比低。通常脫膠劑處理粘接后的反射鏡周期長，且需要拆卸下快反鏡整體組件，脫膠更換反射鏡并重新粘接后需要重新裝調(diào)整體組件，工藝復(fù)雜，且容易造成反射鏡或促動器的損傷。

3、對于另一種常見的機械鏡框固定轉(zhuǎn)接并配合壓板的形式，其僅適合小口徑的圓形反射鏡的使用，對于橢圓形或八邊形等其他形狀的快反鏡無法便捷應(yīng)用，需要單獨設(shè)計鏡框，并且反射鏡尺寸增大，鏡框體積重量急劇增大，影響快反鏡促動器的整體諧振頻率、幅值等核心指標，因此需要嚴格控制額外增加的鏡框等機械結(jié)構(gòu)的重量。尤其需要考慮更換鏡框的可實現(xiàn)操作性問題，壓電陶瓷快反鏡的產(chǎn)品構(gòu)成特性，使其通常僅能夠從軸向（鏡面方向）進行粘接及機械連接，在光路完成裝調(diào)且空間緊湊的條件下，實現(xiàn)保精度的快速拆解更換（如出現(xiàn)問題的反射鏡），傳統(tǒng)的方式（從鏡面方向）均很難實現(xiàn)單一部件的更換，都需要整體拆解后進行。采用轉(zhuǎn)接機械鏡框過渡連接的方式，雖然排除了粘接固定帶來的面型及后續(xù)脫膠處理的工藝隱患的影響，但是極大的增加額外的機械結(jié)構(gòu)的重量，容易影響壓電陶瓷式快反鏡的性能指標；并且傳統(tǒng)連接均從鏡面方向用螺釘進行，緊湊空間受限下無法完成單獨更換反射鏡的操作。

4、因此，亟需一種反射鏡部分組件可在線更換、無需整體拆解，并且適用于軸向空間受限場景的反射鏡支撐定位結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提供一種適用于軸向空間受限的模塊化反射鏡支撐定位結(jié)構(gòu)，利用支撐轉(zhuǎn)接結(jié)構(gòu)實現(xiàn)快反鏡與促動器的連接，實現(xiàn)了快反鏡與促動器的模塊化設(shè)計，解決了傳統(tǒng)膠接或鏡框連接的設(shè)計弊端，便于快反鏡與促動器的拆卸及更換。

2、為達到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明創(chuàng)造一方面提供一種適用于軸向空間受限的模塊化反射鏡支撐結(jié)構(gòu)，包括：

4、鏡面基座，其一面用于與反射鏡粘接，另一面設(shè)有第一止口；

5、轉(zhuǎn)接基座，其一面用于與驅(qū)動件連接，另一面設(shè)有第二止口；

6、第一止口和第二止口的端面均開有凹槽，分別用于安裝相互吸引的第一磁體和第二磁體；

7、第一止口的外徑可嵌入第二止口的凹槽內(nèi)徑，并在第二止口側(cè)壁開有連通凹槽的螺紋通孔，通過螺釘實現(xiàn)鏡面基座和轉(zhuǎn)接基座的徑向鎖緊；或，第二止口的外徑可嵌入第一止口的凹槽內(nèi)徑，并在第一止口側(cè)壁開有連通凹槽的螺紋通孔，通過螺釘實現(xiàn)鏡面基座和轉(zhuǎn)接基座的徑向鎖緊。

8、優(yōu)選的，第一止口的外徑嵌入第二止口的凹槽內(nèi)徑，或第二止口的外徑嵌入第一止口的凹槽內(nèi)徑時，第一磁體和第二磁體接觸。

9、優(yōu)選的，第一磁體和第二磁體為n52磁體。

10、優(yōu)選的，第一止口和第二止口的徑向截面均為圓環(huán)狀。

11、優(yōu)選的，鏡面基座通過結(jié)構(gòu)膠與反射鏡粘接。

12、優(yōu)選的，與轉(zhuǎn)接基座一面連接的驅(qū)動件為壓電陶瓷式快反鏡促動器。

13、優(yōu)選的，轉(zhuǎn)接基座用于與驅(qū)動件連接的一面為法蘭結(jié)構(gòu)，通過螺釘將轉(zhuǎn)接基座與驅(qū)動件連接。

14、本發(fā)明創(chuàng)造另一方面提供一種適用于軸向空間受限的模塊化反射鏡支撐方法，利用適用于軸向空間受限的模塊化反射鏡支撐結(jié)構(gòu)連接反射鏡和驅(qū)動件包括：

15、將反射鏡與鏡面基座粘接；

16、將驅(qū)動件與轉(zhuǎn)接基座連接；

17、將鏡面基座和轉(zhuǎn)接基座對接，通過第一止口和第二止口實現(xiàn)反射鏡和驅(qū)動件定位，并通過第一磁體和第二磁體實現(xiàn)反射鏡和驅(qū)動件的軸向固定；

18、在第一止口的螺紋通孔內(nèi)陷入螺釘，使螺釘端部與第二止口的外表面抵接，實現(xiàn)反射鏡和驅(qū)動件的徑向固定，或在第二止口的螺紋通孔內(nèi)陷入螺釘，使螺釘端部與第一止口的外表面抵接，實現(xiàn)反射鏡和驅(qū)動件的徑向固定。

19、優(yōu)選的，當反射鏡需要更換時，將新鏡面基座與新反射鏡的預(yù)粘接模塊與在原驅(qū)動件上的轉(zhuǎn)接基座連接。

20、優(yōu)選的，當驅(qū)動件需要更換時，將新轉(zhuǎn)接基座與新驅(qū)動件的與原反射鏡的鏡面基座連接；或，將原轉(zhuǎn)接基座與原驅(qū)動件拆分，利用原轉(zhuǎn)接基座與新驅(qū)動件連接。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明創(chuàng)造能夠取得如下有益效果：

22、本發(fā)明創(chuàng)新設(shè)計了一種快反鏡與促動器的連接方式，通過機械轉(zhuǎn)接取代傳統(tǒng)快反鏡和促動器的膠接，實現(xiàn)了快反鏡和促動器的模塊化設(shè)計，當快反鏡或促動器出現(xiàn)故障時，可以通過拆卸支撐結(jié)構(gòu)即可完成快反鏡或促動器的更換，避免了復(fù)雜的脫膠過程，更換效率更高，也避免了脫膠過程中對器件的損傷。

23、本發(fā)明創(chuàng)新性的在壓電陶瓷式快反鏡促動器的連接中采用磁吸式和機械式組合固定，實現(xiàn)了軸向和徑向的穩(wěn)定連接，同時磁吸式連接也盡可能的避免了單純機械連接存在的易松動和微震動等問題。本發(fā)明通過引入強磁體軸向鎖緊可以適用于軸向空間受限的場景下，傳統(tǒng)機械鎖緊方式在軸向空間緊迫的場景下存在安裝和拆卸困難等問題，因此，在軸向空間緊迫的場景通常只能采用膠接設(shè)計。此外，本發(fā)明通過止口與側(cè)向鎖緊螺釘?shù)姆绞竭M行實現(xiàn)徑向可靠鎖緊，僅通過一次螺釘徑向鎖緊即完成全部組件的可靠鎖緊。同時軸向強磁吸力與徑向止口配合，保證了復(fù)位重構(gòu)的精度

24、相比于傳統(tǒng)機械連接，本發(fā)明的設(shè)計在額外機械結(jié)構(gòu)尺寸和重量的引入量均很小，最大程度的降低對快反諧振頻率的影響。以快反促動器（直徑60mm）搭配75mm×65mm橢圓反射鏡為例，本發(fā)明的模塊化反射鏡支撐結(jié)構(gòu)額外增加重量僅33g（反射鏡89g），經(jīng)過仿真分析，快反的諧振頻率仍然滿足初始設(shè)計要求。