[发明专利]具备传感信号调平功能的二维快速偏转调节装置及方法

说明书

具备传感信号调平功能的二维快速偏转调节装置及方法，该装置由底座，安装在底座碟簧安装槽内的碟簧，安装在底座传感信号调平电路板安装槽内的传感信号调平电路板，安装在底座上端驱动单元安装槽上的四个具备自传感功能的驱动单元，安装在底座下端的底座后盖，安装在底座侧面的格兰头，与底座通过限位销和顶丝相连接的外壳，安装在外壳钢珠限位槽的钢珠以及穿过碟簧内孔和底座螺杆安装孔且安装在外壳镜托上的螺杆所组成；对调节装置X(或Y)方向的一对驱动单元上的压电堆施加差分电压，可实现镜托X(或Y)轴转动，同时驱动单元自传感模块组全桥产生传感信号，经过传感信号调平电路板调平输出用以调节装置闭环控制。该调节装置驱动传感一体化设计，结构紧凑，可实现负载高精度二维快速偏转调节。

技术领域

本发明属于精密仪器技术领域，具体涉及具备传感信号调平功能的二维快速偏转调节装置及方法。

技术背景

随着航天工程等学科的迅速发展，高精度快速二维偏转调节机构在激光通信光束的快速捕获、精准跟踪以及天文望远镜、图像稳定控制等方面得到了广泛应用，并发挥着日益重要的作用。

以音圈电机为核心器件的电磁类作动装置，往往具有体积大，工作时有电磁泄漏，且位置保持时功耗大、发热严重等不足。

现有二维偏转调节机构传感器体积大，传感信号弱，不利于航天轻型化应用。

传统单纯柔性铰链二维偏转调节机构，结构刚度小，基频低，不能满足航天部门激光通信光学指向高频跟踪控制等应用需求。

压电作动器具有尺寸小、重量轻、功耗低、响应快、作动精度高、输出力大、发热小等特点，广泛应用于高精度调节和作动机构中。

采用应变计粘贴在压电堆侧面组全桥的间接传感方式可实现二维偏转调节装置在保证传感精度的前提下做到传感器轻型化设计。采用加入信号调平电路的方法，对桥路进行配平，消除因桥路初始不平衡导致的传感信号偏置现象。

碟簧具有体积小，重量轻，刚度大等特点，采用碟簧配合柔性交方式可以提高二维偏转调节装置转动刚度，提升调节装置基频。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供具备传感信号调平功能的二维快速偏转调节装置及方法，能够实现高精度二维快速偏转调节驱动传感一体化，轻型化设计；该装置具有重量轻、基频高、传感精度高、传感信号调平、能快速响应的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

具备传感信号调平功能的二维快速偏转调节装置，该装置由底座1，安装在底座碟簧安装槽1-1内的碟簧2，安装在底座传感信号调平电路板安装槽1-2内的传感信号调平电路板3，安装在底座1上端第一驱动单元安装槽1-3上的第一驱动单元4，安装在底座1上端第二驱动单元安装槽1-4上的第二驱动单元5，安装在底座1上端第三驱动单元安装槽1-5上的第三驱动单元6，安装在底座1上端第四驱动单元安装槽1-6上的第四驱动单元7，安装在底座1下端的底座后盖8，安装在底座侧面螺纹孔1-7的格兰头9，与底座1通过限位销10和顶丝11相连接的由上部的外壳镜托12-5和下部的外壳罩12-7组成的外壳12，安装在外壳镜托12-5内侧的外壳钢珠第一限位槽12-1内且与第一驱动单元4上端进行点接触的第一钢珠(13)，安装在外壳镜托12-5内侧的外壳钢珠第二限位槽12-2内且与第二驱动单元5上端进行点接触的第二钢珠14，安装在外壳镜托12-5内侧的外壳钢珠第三限位槽12-3内且与第三驱动单元6上端进行点接触的第三钢珠15，安装在外壳镜托12-5内侧的外壳钢珠第四限位槽12-4内且与第四驱动单元7上端进行点接触的第四钢珠16，以及穿过碟簧内孔2-1和底座螺杆安装孔1-8且安装在外壳镜托12-5上的螺杆17所组成；