采用柔性铰链的快速反射镜设计

摘要

根据激光发射系统对快速反射镜发射方向精度的需求,提出了一种新型快速反射镜设计方案.该方案以柔性铰链为运动传递元件,采用直线音圈电机驱动,并用高精度光栅测微仪实现位置闭环控制.首先,介绍了反射镜工作原理及驱动方式,选择了系统的驱动元件和测角元件,并对柔性铰链结构进行设计.在研究其刚度特性的基础上,采用序列二次规划法优化了铰链关键尺寸.然后,建立了驱动组件的简化模型,并利用理论公式和有限元分析软件分别计算驱动组件的转角精度.最后,使用测角元件及自准直平行光管测量了快速反射镜的转角精度.实验结果表明:所设计的快速反射镜装置工作稳定、结构可靠,对发射光束的控制精度能达到0.95″,满足激光发射系统实时控制光束发射方向的精度要求.