[发明专利]一种压电驱动的一体式光阑

说明书

本发明公开了一种压电驱动的一体式光阑，通过压电陶瓷的逆压电效应，施加两相电压使定圈外凸台产生行波，定圈驱动齿与动圈直接接触，通过摩擦效应将驱动齿处的椭圆运动转换为动圈的转动动圈转动，通过改变电压的相位差可以实现动圈的反向运动；动圈、固定壳体底面和滚珠三者构成轴承，避免装配额外的轴承，减小了装置的尺寸；光阑叶片与动圈通过铰接连接，与定圈内圈通过滑槽连接，由动圈的转动控制叶片单周向运动，多个叶片相互交错形成圆形的可变光圈；底盖与定圈和外壳通过螺栓连接，起到施加预压力的作用。本发明减小了光阑的体积，具有调节精度高、响应快、平稳度高和可靠性强的特点。

技术领域

本发明涉及航空航天领域，尤其涉及一种压电驱动的一体式光阑。

背景技术

精密摄像机、照相机已被广泛的应用于太空站、航天飞机、宇宙飞船等重要设备中，用于采集图像等各种信息。而由于天气、光照角度、拍摄目标的不同，会使入射光的强度产生很大的变化，严重影响相机对目标信息的采集，例如：分辨率低，清晰度低，对比度低等。光阑作为一种调光系统可以通过改变光圈的大小调节入射光的光照强度，最大限度的提高信息采集的质量。

现有技术中，主要存在两种间接驱动方法驱动动圈旋转。

首先是以步进电机作为动力源，通过蜗轮蜗杆间接驱动动圈，动圈通过铰接带动光阑叶片移动，实现通光孔的放大、缩小。步进电机尺寸大，全体为金属，使调光系统的整体尺寸和重量增加，结构复杂，并且有电磁干扰，对于一些电磁波敏感器件有很大影响。

另一种是以超声电机作为驱动源，中国专利CN102751906B表述了一种螺纹式空心旋转型行波超声电机，该发明采用超声电机的工作原理，将定子与动子以内外螺纹连接，随着动子的转动，定子与动子摩擦面之间的压力减小，不利于精密驱动；中国专利CN201721023112表述了一种基于超声电机驱动的可变光阑调光装置，该实用新型通过超声电机和精密交叉滚柱轴环的配合驱动光阑拨杆调节光圈大小，但其所占空间较大，连接部件较多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有光阑零件多、结构复杂、尺寸大、重量大的技术问题，本发明提供一种压电驱动的一体式光阑，将超声电机与光阑设计为一体结构，具有零件少、结构简单、组装容易、响应迅速、不产生磁场、定位精度高、断电自锁、结构紧凑、尺寸小、重量轻的优点。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种压电驱动的一体式光阑，包含底盖、固定壳体、定圈、动圈、若干预紧螺栓、若干固定螺栓、若干光阑叶片、以及若干滚珠；

所述底盖、定圈、动圈均呈圆环状；

所述固定壳体为空心圆柱体，其下端开口、且下端的环面上周向均匀设有若干和所述预紧螺栓一一对应的螺栓孔，固定壳体的上端中心设有圆形通孔、形成环状的顶盖；

所述定圈的上端面在其外圈处设有第二环形凸起、在其内圈处设有第三环形凸起，所述第二环形凸起上均衡设有若干驱动齿，所述第三环形凸起上沿周向均匀设有若干和所述固定螺栓一一对应的螺纹通孔，且所述第三环形凸起上沿周向均匀设有若干和所述光阑叶片一一对应的导向滑槽；

所述底盖的上端面在其内圈处设有第一环形凸起，所述第一环形凸起上设有若干和所述固定螺栓一一对应的内圈通孔，所述底盖在其外圈处设有若干和所述预紧螺栓一一对应的外圈通孔；

所述若干固定螺栓穿过底盖上对应的内圈通孔和第三环形凸起上其对应的螺纹通孔螺纹相连，使得定圈的下端面固定在所述底盖的第一环形凸起上；

所述动圈设置在定圈和顶盖之间；动圈的上端面和顶盖的下端面上对应设有环形凹槽、形成滚珠滑道；所述若干滚珠设置在所述滚珠滑道中，使得所述动圈和顶盖之间能够自由转动；动圈的下端面和所述定圈第二环形凸起上的各个驱动齿相抵；

所述动圈在其内圈处周向均匀设有若干和所述光阑叶片一一对应的铰接孔；