[实用新型]一种对称式柔性支撑机构

说明书

为克服传统动镜支撑机构寿命短、耦合位移大、位移输出端面易倾斜、运动行程小的缺点，本实用新型提供了一种对称式柔性支撑机构，包括四个动臂、两个固定体和一个运动体。四个动臂结构尺寸相同，均通过其中部的两个连接体与运动体相连，通过其两端部的补偿体与两个固定体相连，且四个动臂在空间内关于运动体中心对称设置，相邻两个动臂间隔90度；单个动臂上的连接体和补偿体均为柔性铰链，利用柔性铰链实现运动传递，具有无隙传动、无摩擦等优点，有效保证了机构的运动精度；单个动臂内形成双平行四边形嵌套，能有效增大动镜运动行程且具有补偿功能，有利于提高成像光谱仪的光谱分辨率；本实用新型还具有结构简单紧凑、成本低、寿命长的优点。

技术领域

本实用新型涉及光谱成像技术领域，具体涉及一种对称式柔性支撑机构。

背景技术

光谱成像技术是一种集光学、精密机械、电子技术、计算机技术和光谱学等于一体的新型探测技术，在获取目标几何形状信息的同时，可获得目标的光谱信息。干涉光谱成像技术基于光波干涉原理，通过测量目标的干涉图，利用目标光谱信息与干涉图的傅里叶变换对应关系，对干涉图进行傅里叶逆变换复原出目标的光谱信息。干涉光谱成像技术在物质定量定性方面有明显的优势，广泛应用于环境监测、医疗分析、空间探测及气象探测等领域。

时间调制型干涉光谱仪基于迈克尔逊干涉仪实现，具体工作原理如下(参照图1)：目标辐射经前置镜组成像于干涉仪物面，经准直后到达分束器；入射光束被分束器分为透射部分和反射部分，透射部分到达干涉仪动镜，反射部分到达干涉仪定镜；两部分光束经反射后分别原路返回，来自动镜的反射光束和来自定镜的透射光束经会聚镜成像于焦面处，同时产生干涉信号，探测器记录下该干涉信号。时间调制型干涉光谱仪通过系统内部动镜运动产生物面像元辐射的时间序列干涉图，通过对时间序列干涉图进行傅里叶变换，便可得到相应物面像元辐射的光谱图。

时间调制型干涉光谱仪的核心是高精度的动镜扫描系统。动镜动镜扫描系统的主要技术指标有：方向准确性、速度均匀性和最大运动行程。若动镜运动过程中发生倾斜或者横移，将会导致干涉效率退化，甚至不能发生干涉，在可见光波段对方向准确性性要求尤为苛刻；若动镜运动过程中速度不均匀，有可能导致光谱中出现“鬼线”，严重影响后期数据处理；动镜最大运动行程决定光谱仪所能达到的最大光程差，最大光程差与干涉光谱仪光谱分辨率密切相关。

动镜支撑机构是动镜扫描的关键部件，动镜支撑机构的性能直接影响动镜扫描精度，进一步将影响干涉光谱仪的性能。

传统的动镜支撑方式有三类：具体为直线轴承支撑方式、面弹簧支撑方式、磁悬浮支撑方式。

直线轴承支撑方式的关键部件直线轴承加工精度要求高、维护保养困难，并且随着磨损增加，轴承精度降低，动镜扫描系统的扫描精度也会降低，直接影响干涉光谱仪的测量精度。

面弹簧支撑方式通常采用平行四边形结构保证动镜与光轴垂直，随着动镜运动行程的增大，动镜耦合位移会增大，耦合位移过大会导致干涉效率退化。

磁悬浮支撑方式具有无摩擦、无磨损、可靠性高的优点，但存在磁悬浮技术路线复杂，研制成本高，系统质量体积大的缺点。

实用新型内容

基于上述背景，为了克服传统动镜支撑机构寿命短、耦合位移大、位移输出端面易倾斜、运动行程小的缺点，本实用新型提供了一种对称式柔性支撑机构。

本实用新型的技术方案是：

一种对称式柔性支撑机构，其特殊之处在于：包括第一动臂、第二动臂、第三动臂、第四动臂、第一固定体、第二固定体和运动体；

第一固定体、运动体和第二固定体沿光轴依次分布，且三者的几何中心均位于所述光轴上；第一固定体与第二固定体关于运动体对称；

第一动臂、第二动臂、第三动臂、第四动臂结构、尺寸均相同；