一种电调镜的制作方法

本发明涉及光学模块部件，尤其涉及一种电调镜。

背景技术：

1、光学调节镜是通过控制系统控制镜片的位置，以达到对光路调节的目的。而目前所采用的光调节镜其存在着调节精度较低问题，通过调节并不能准确的获得相应的光路并达到预期的调节目的，并且在进行调节过程中由于调节动作的进行容易造成较大的抖动，从而在调节过程中造成所形成的光路出现抖动的问题，现有的调节装置其抗震性能较差，同时分辨率较低，俯仰转动调节时稳定性较差的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电调镜，以解决上述现有技术的不足，提高了调节的精度并提高了调节时的稳定性，具有较强的实用性。

2、为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：

3、一种电调镜，包括架体，架体的一侧安装有控制系统，架体的上端安装有调节机构，调节机构上设有镜体结构，控制系统能对调节机构的运行进行控制，而调节机构能对镜体结构的方位及俯仰角度进行调节，调节时具有较强的稳定性。

4、架体包括凹形件，凹形件的上端安装有上板。

5、控制系统包括安装于凹形件一侧的壳体，壳体内设有控制板卡，控制板卡的内侧设有一对驱动器，壳体上设置有千兆网口，用于和外罩的控制器件进行连接，而控制板卡上设置有电机使能、电机正反转精确控制等，而其控制指令反馈采用绝对值编码器，电动调整镜是否在线、以及故障情况等需要进行反馈；其需要提供远程控制的上位机示例程序（c/vc++语言，开发环境支持vs2010、vs2015与qt5，并为需方提供软件开发的技术支持），驱动器可以电流环、速度环、和位置环控制，驱动器可以can总线通讯控制，减少现场线路的布局。

6、调节机构包括安装于上板上的第一安装座，第一安装座上安装有第一电机，第一电机的输出轴连接有第一齿轮，第一齿轮啮合有第二齿轮，第二齿轮上设有第一丝杆，第一丝杆的一端设有第一端座，第一端座安装于上板，第一丝杆上设有第一滑动座，丝杠和导轨选用预压负游隙，把硬件自身间隙消除。第一滑动座的上端设有一对第一滑套，第一滑套上设有第一导轨，第一导轨安装于上板上，第一滑动座的下端安装有一对滑动条，滑动条上安装有滑动凹件，滑动凹件的下端安装有上转板，上转板上安装有第一盘，第一盘上安装有第一轴，第一轴的下端转动设有第一转板，第一转板的一端设有凹形转动件，凹形转动件的水平段设有第二轴，第二轴上转动设有轴承，轴承为一体式轴承，一体轴承具有较高钢性，保证电调镜除旋转以外，限制其余的所有自由度，一体轴承轴向和径向间隙为负游隙，保证其整体结构刚性。轴承安装于上板上，凹形转动件的两端开设有凹弧槽，凹弧槽内设有第一轴承，凹形转动件的两端分别安装有端块，端块的上端开设有下弧槽，第一轴承位于下弧槽内，凹形转动件的下端外壁安装有端盖，端盖位于第一轴承的外侧，第一转板的下壁安装有一对第二导轨，第一导轨与第二导轨的长度方向相互垂直，第二导轨上滑动设有第二滑套，第二滑套上安装有第二滑块，第二滑块上设有第二丝杆，第二丝杆的另一端设有第二端座，第二端座安装于第一转板上，第二丝杆的一端连接有第三齿轮，第三齿轮上啮合有第四齿轮，第四齿轮上连接有第二电机，第二电机的一端安装有第二安装板，第二安装板安装于第一转板上，第二滑块的下壁设有一对凸台，凸台上安装有凹形固定件，凹形固定件内设有多个第三轴承和第四轴承，第三轴承与第四轴承同轴设置，第三轴承与第四轴承内转动设有第三轴，第三轴的两端设有转动臂，转动臂的另一端设有第二转动凹件，其中第一电机的运行能对镜体结构的方位进行调节，而第二电机的运行能对镜体结构的俯仰角度进行调节。

7、镜体结构包括转动设于第一轴承上的第四轴，第四轴的内侧端设有内盘，内盘上安装有矩形框，第二转动凹件安装于矩形框上，矩形框内设有镜片。

8、进一步地，为了提高活动时的定位精度、低摩擦系数、可同时承受上下左右四个方向上的负荷以及方便进行润滑，因此在第一滑套内设有多颗第一钢珠，第一钢珠循环的与设置于第一导轨两侧上的第一弧槽相切，且第一滑套内设有第一钢珠保持器，以使第一钢珠始终与第一弧槽相切，第一滑套内设有润滑油，以对第一钢珠进行润滑。

9、进一步地，为了提高活动时的定位精度、低摩擦系数、可同时承受上下左右四个方向上的负荷以及方便进行润滑，因此在第二滑套内设有多颗第二钢珠，第二钢珠循环的与设置于第二导轨两侧上的第二弧槽相切，且第二滑套内设有第二钢珠保持器，以使第二钢珠始终与第二弧槽相切，第二滑套内填充有润滑脂，以对第二钢珠进行润滑。

10、进一步地，第一电机与第二电机采用直流伺服电机，第一电机与第二电机的输出端上连接有行星真空减速机，且行星真空减速机内填充有真空润滑脂，其工作环境温度-40°～+60°，减速机内部选用润滑脂为真空润滑脂，防止污染光学舱洁净环境。

11、进一步地，第一丝杆与第一滑动座及第二丝杆与第二滑块均为滚珠丝杠结构，以提高俯仰及方位调节时的灵敏度和控制精度。

12、进一步地，上板的下壁安装有第三安装座，第三安装座上安装有第一编码器，第一编码器与第一丝杆的另一端连接，第一编码器采用的是绝对值编码器，以对第一丝杆的转动进行半闭环控制，第一编码器与第一电机均连接于其中一个驱动器上。直流伺服电机+减速机驱动+滚珠丝杠+单圈绝对值编码器，采用闭环控制这种方式的优点是分辨率高，结构刚性度大，抗振动能力强。

13、进一步地，第一转板上安装有外壳，第三齿轮与第四齿轮位于外壳内，且外壳上安装有第二编码器，第二编码器连接于第二丝杆上，第二编码器采用的是绝对值编码器，以对第二丝杆的转动进行半闭环控制，第二编码器与第二电机均连接于另外一个驱动器上。直流伺服电机+减速机驱动+滚珠丝杠+单圈绝对值编码器，采用闭环控制这种方式的优点是分辨率高，结构刚性度大，抗振动能力强。

14、上述的第一编码器和第二编码器其编码器一圈223个脉冲，丝杠导程为6mm，电调镜旋转半径r=30mm.根据以上计算，一个脉冲数丝杠行走l=7*10-7mm。最小分辨率=tanα*/180°=atan(l/r)*/180°=1.36*10-6*/180°≈0.023μrad,满足最小分辨率为2μrad。由以上计算得到丝杠最小行走分辨率为0.023μrad,机构稳定精度为分辨率的100倍，即能达到2.5μrad。电调镜闭环控制后，闭环控制精度精度为4μrad（pv值）。

15、进一步地，第一滑动座沿其活动方向的两端设有一对第一限位开关，第一限位开关安装于上板；

16、第二滑块沿其活动方向的两端设有一对第二限位开关，第二限位开关安装于第一转板上。

17、进一步地，凸台的端部为斜面，斜面的外侧端向上倾斜延伸，凸台的斜面上设有一对第一凸块，第四轴承的外周顶紧于第一凸块上，凹形固定件的内壁设有第二凸块，第二凸块的内壁顶紧于第三轴承的外周。第三轴的端部设有安装端盘，安装端盘安装于其中一个转动臂上。上述的第四轴承为角接触轴承，角接触具有较高钢性。通过调节角接触轴承之间的距离，调节轴承轴向和径向间隙，保证其整体结构刚性。并且通过上述所描述的安装方式，能够增加轴承之间的跨度，提高俯仰轴的稳定性能。

18、进一步地，矩形框上安装有透光背板，透光背板由为紫铜材质，且透光背板的厚度为mm，其表面采用喷砂处理，增加了透光背板接触表面的同时，能对杂散光进行充分吸收。

19、矩形框的内侧成型有框体，框体的内侧设有内弹性片和外弹性片，内弹性片和外弹性片设于镜片的内外两侧，矩形框的外侧设有外安装框，外弹性片位于外安装框的内侧。通过内弹性片和外弹性片的设置提高了对镜片固定后的稳定性，并且还避免对镜片造成损伤。

20、上述技术方案的优点在于：

21、本发明提高了镜体结构俯仰及方位调节的控制精度，当镜体结构在进行旋转时，限制其余的所有自由度，从而提高了调节时的稳定性，其次分辨率高，结构刚性度大，抗振动能力强，提高俯仰轴的稳定性能。