一種基于壓電疊塊的六自由度次鏡調節(jié)機構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于同軸反射式望遠鏡調節(jié)機構領域，涉及一種次鏡調節(jié)機構，具體涉及一種基于壓電疊塊的六自由度次鏡調節(jié)機構。
【背景技術】
[0002]次鏡調節(jié)機構是同軸反射式望遠鏡系統(tǒng)中的重要部件，次鏡調節(jié)的高靈敏度和快速反應是望遠鏡系統(tǒng)成像質量的有效保證。作為調節(jié)機構的動力源，作動器(電機)的運動精度及響應頻率對調節(jié)機構整體性能有著重要的影響。當望遠鏡處于未知環(huán)境中時，需要調節(jié)機構的快速響應以減小外界隨機振動對望遠鏡成像的影響。
[0003]目前，人們大多采用直線步進電機作為次鏡調節(jié)機構作動器。由于直線步進電機難以實現(xiàn)連續(xù)運動且其響應頻率偏低，故基于直線步進電機的次鏡調節(jié)機構難以實現(xiàn)高精度定位和快速主動隔振的目的。
【實用新型內容】
[0004]為了解決【背景技術】中的問題，本實用新型提供一種可實現(xiàn)高精度定位和快速主動隔振的基于壓電疊塊的六自由度次鏡調節(jié)機構。
[0005]本實用新型的具體技術方案是:
[0006]一種基于壓電疊塊的六自由度次鏡調節(jié)機構，包括底板、調節(jié)單元和用于放置次鏡的頂臺；所述調節(jié)單元設置在底板和頂臺之間，其特征在于:
[0007]所述調節(jié)單元包括第一復合型柔性鉸鏈、杠桿放大裝置、固定框架、直梁型柔性鉸鏈、壓電疊塊、以及第二復合型柔性鉸鏈；
[0008]所述第一復合型柔性鉸鏈的一端與頂臺連接，另一端與杠桿放大裝置連接；所述杠桿放大裝置通過直梁型柔性鉸鏈與固定框架連接；所述壓電疊塊固定安裝在固定框架內；所述第二復合型柔性鉸鏈一端與固定框架連接，另一端與底板連接。
[0009]上述固定框架包括底梁以及與底梁垂直固連的直梁；所述直梁為四個且相互平行設置；所述壓電疊塊固定安裝在中間兩個直梁之間；所述直梁型柔性鉸鏈為四個；所述杠桿放大裝置通過四個直梁型柔性鉸鏈與四個直梁連接。
[0010]上述杠桿放大裝置包括相互平行設置的上連接板、第一平梁、第二平梁以及下連接板；
[0011]所述上連接板一端與第一復合型柔性鉸鏈連接，另一端通過直梁型柔性鉸鏈與第一平梁連接；所述第一平梁通過直梁型柔性鉸鏈與第二平梁連接；所述下連接板一端通過直梁型柔性鉸鏈與第二平梁連接，另一端與壓電疊塊連接。
[0012]上述第一復合型柔性鉸鏈包括依次連接的第一偏轉鉸鏈、旋轉鉸鏈以及第二偏轉鉸鏈；
[0013]所述第一偏轉鉸鏈包括三個相互平行的第一薄片以及兩個直梁型柔性鉸鏈；所述兩個直梁型柔性鉸鏈分別固定在兩個相鄰的第一薄片之間；所述兩個直梁型柔性鉸鏈在同一平面投影相互垂直；
[0014]所述旋轉鉸鏈由兩個完全相同方棱臺及四塊第二薄片組成；其中，一個方棱臺底面與第一偏轉鉸鏈連接；另一個方棱臺的底面與第二偏轉鉸鏈連接；所述兩個完全相同的方棱臺的頂面互不接觸；所述兩個完全相同方棱臺的棱邊均開設有凹槽；所述四塊第二薄片通過凹槽將兩個方棱臺連接；
[0015]所述第一偏轉鉸鏈和第二偏轉鉸鏈的結構相同。
[0016]上述第二復合型柔性鉸鏈與第一偏轉鉸鏈的結構相同。
[0017]上述調節(jié)單元有六個，六個調節(jié)單元在同一平面的投影構成一個六邊形。
[0018]上述六邊形為正六邊形。
[0019]本實用新型的優(yōu)點在于:
[0020]1、本實用新型采用壓電疊塊和杠桿放大裝置的配合調節(jié)精度高，可實現(xiàn)連續(xù)運動的目的，且由于壓電疊塊的運動精度極高，將極大地提高次鏡調節(jié)機構整體的調節(jié)精度；
[0021]2、本實用新型采用壓電疊塊作為作動器，響應頻率高，由于壓電疊塊的高響應頻率，將極大地提高次鏡調節(jié)機構整體的調節(jié)精度，并可實現(xiàn)未知環(huán)境中對隨機振動的主動隔振技術。
[0022]3、本實用新型采用直梁型柔性鉸鏈連接運動精度高，可消除連接處的機械摩擦和運動間隙，容易得到較高的運動精度；
[0023]4、本實用新型的結構整體剛度高，使得次鏡調節(jié)機構具有較高的整體剛度。
【附圖說明】
[0024]圖1為次鏡調節(jié)機構示意圖。
[0025]圖2為調節(jié)單元機構部分結構示意圖。
[0026]圖3為柔性鉸鏈示意圖。
[0027]1-底板、2-調節(jié)單元、21-第一復合型柔性鉸鏈、211-第一偏轉鉸鏈、2111-第一薄片、212-旋轉鉸鏈、2121-方棱臺、2122-第二薄片、213-第二偏轉鉸鏈、22-杠桿放大裝置、221-上連接板、222-第一平梁、223-第二平梁、224-下連接板、23-固定框架、231-底梁、232-直梁、24-直梁型柔性鉸鏈、25-壓電疊塊、26-第二復合型柔性鉸鏈；3_頂臺。
【具體實施方式】
[0028]本實用新型提供一種基于壓電疊塊的六自由度次鏡調節(jié)機構，如附圖1所示，包括底板1、調節(jié)單元2和用于放置次鏡的頂臺3 ;調節(jié)單元2設置在底板I和頂臺3之間，其特征在于:
[0029]具體地說，調節(jié)單元2包括第一復合型柔性鉸鏈21、杠桿放大裝置22、固定框架23、直梁型柔性鉸鏈24、壓電疊塊25以及第二復合型柔性鉸鏈26 ；
[0030]第一復合型柔性鉸鏈21的一端與頂臺3連接，另一端與杠桿放大裝置22連接；杠桿放大裝置22通過直梁型柔性鉸鏈24與固定框架連23接；壓電疊塊25固定安裝在固定框架23內；第二復合型柔性鉸鏈26 —端與固定框架23連接，另一端與底板I連接。
[0031]進一步地說:固定框架23的具體機構包括底梁231以及與底梁231垂直固連的直梁232 ;直梁232為四個且相互平行設置；壓電疊塊25固定安裝在中間兩個直梁232之間；直梁型柔性鉸鏈24為四個；杠桿放大裝置22通過四個直梁型柔性鉸鏈24與四個直梁232連接。
[0032]進一步地說:杠桿放大裝置22的具體機構包括相互平行設置的上連接板221、第一平梁222、第二平梁223以及下連接板224 ；
[0033]上連接板221—端與第一復合型柔性鉸鏈21連接，另一端通過直梁型柔性鉸鏈24與第一平梁222連接；第一平梁222通過直梁型柔性鉸鏈24與第二平梁連接223 ;下連接板224 —端通過直梁型柔性鉸鏈24與第二平梁223連接，另一端與壓電疊塊25連接。
[0034]進一步地說:第一復合型柔性鉸鏈21的具體機構包括依次連接的第一偏轉鉸鏈211、旋轉鉸