[发明专利]一种柔性高精度次镜组件调焦机构

权利要求书

1.一种柔性高精度次镜组件调焦机构，其特征在于：包括底架、固定环、柔性支撑导向机构、被探环板、压电陶瓷致动器、柔性放大机构以及测量反馈传感器；

底架包括水平底板以及周向均布在水平底板外沿上的至少三个竖直支撑臂；竖直支撑臂一端与所述水平底板外沿固连，另一端与所述固定环固连，使得水平底板与所述固定环保持平行；

柔性支撑导向机构包括中心盘以及沿周向均布在中心盘外圆表面，且沿中心盘径向向外伸出的至少六组柔性臂组件；

柔性臂组件沿着中心盘的径向方向依次由第一连接部、柔性部以及第二连接部组成；

被调焦次镜组件的次镜座底面设有与所述柔性支撑导向机构形状相适配的凹部，柔性支撑导向机构整体嵌入所述凹部并通过第一连接部固定在凹部内，同时柔性部以及第二连接部向外伸出次镜座外部；

固定环通过至少六个第二连接部与柔性支撑导向机构相连；

被探环板固定在被调焦次镜组件的次镜座底面；被探环板上设有至少三个凸起；

压电陶瓷致动器和柔性放大机构均至少为三个；每一个压电陶瓷致动器与每一个柔性放大机构配合安装，组成一个驱动机构；至少三个驱动机构均匀分布在水平底板上；至少三个驱动机构的输出端均与所述中心盘连接；

测量反馈传感器至少三个，均固定插装在所述水平底板上，且分别与所述至少三个凸起位置一一对应。

2.根据权利要求1所述的柔性高精度次镜组件调焦机构，其特征在于：所述柔性放大机构包括顶部柔性铰链、两个侧臂以及中部柔性臂；

顶部柔性铰链呈拱形结构，顶部柔性铰链的两端分别与两个侧臂顶部连接，且顶部柔性铰链分别与两个侧臂之间的夹角为α，且α大于90°；

中部柔性臂安装在两个侧臂之间，且远离侧臂顶部；

压电陶瓷致动器安装在两个侧臂之间，且位于所述中部柔性臂下方。

3.根据权利要求2所述的柔性高精度次镜组件调焦机构，其特征在于：所述柔性放大机构的位移量满足以下关系式：

其中，l₁为压电陶瓷致动器的中轴线与中部柔性臂中轴线之间的垂直距离；

l₂为中部柔性臂中轴线与顶部柔性铰链和侧臂连接位置中心之间的垂直距离；

θ_T＝α-90°；

l_PZT压电陶瓷致动器输出的位移量。

4.根据权利要求3所述的柔性高精度次镜组件调焦机构，其特征在于：所述柔性放大机构为钛合金Tc10材料制成，通过慢走丝加工方法形成顶部柔性铰链、两个侧臂以及中部柔性臂。

5.根据权利要求4所述的柔性高精度次镜组件调焦机构，其特征在于：所述顶部柔性铰链的中间开设沉头通孔，相应地，所述中心盘上设置有与所述沉头通孔位置对应的螺钉孔，顶部柔性铰链通过沉头螺钉与中心盘实现连接。

6.根据权利要求1或2所述的柔性高精度次镜组件调焦机构，其特征在于：所述柔性部包括四根细杆，四根细杆均安装在第一连接部和第二连接部之间，并且第一连接部、第二连接部和四根细杆之间为中空结构。

7.根据权利要求1所述的柔性高精度次镜组件调焦机构，其特征在于：所述第一连接部与所述凹部之间、第二连接部与固定环之间以及被探环板与被调焦次镜组件的次镜座底面之间均通过沉头螺钉连接。

8.根据权利要求1所述的柔性高精度次镜组件调焦机构，其特征在于：所述压电陶瓷致动器为柱状，且压电陶瓷致动器的输出位移小于等于100um。

9.根据权利要求2所述的柔性高精度次镜组件调焦机构，其特征在于：压电陶瓷致动器通过结构预紧或者胶粘的方式安装在两个侧臂之间。

10.根据权利要求1所述的柔性高精度次镜组件调焦机构，其特征在于：所述中心盘的中心开设有减重孔。