本發(fā)明涉及光學(xué)，尤其涉及一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中，旋轉(zhuǎn)雙棱鏡常用于激光雷達(dá)(lidar)、光學(xué)測(cè)量以及其他需要精確控制光束方向的應(yīng)用場(chǎng)景。然而，現(xiàn)有的用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束指向控制的技術(shù)方案存在諸多不足之處，尤其是指向精度不高這一核心問(wèn)題，嚴(yán)重制約了其在高精度測(cè)量和精密加工中的應(yīng)用。

2、傳統(tǒng)雙棱鏡光束指向控制裝置通常依賴(lài)機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)光束的方向調(diào)節(jié)。這種機(jī)械式的調(diào)節(jié)方式，由于其自身的物理局限性，導(dǎo)致了在實(shí)際操作中難以達(dá)到理想的指向精度。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)雙棱鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于機(jī)械間隙的存在以及裝配過(guò)程中產(chǎn)生的累積誤差，使得光束的實(shí)際指向與預(yù)期值之間存在偏差。這種偏差隨著使用時(shí)間的增加而逐漸積累，最終導(dǎo)致光束偏離目標(biāo)區(qū)域，影響了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

3、現(xiàn)有的控制系統(tǒng)在應(yīng)對(duì)環(huán)境變化時(shí)的適應(yīng)能力較差。例如，在溫度變化較大的環(huán)境下，機(jī)械部件可能發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象，導(dǎo)致原本設(shè)定好的光束指向發(fā)生改變。另外，外部振動(dòng)等因素也會(huì)干擾光束的方向穩(wěn)定性。而當(dāng)前的技術(shù)手段往往無(wú)法實(shí)時(shí)有效地補(bǔ)償這些外界干擾，使得光束指向的準(zhǔn)確性大打折扣。

4、現(xiàn)有技術(shù)方案中對(duì)于光束指向的調(diào)整往往依賴(lài)人工干預(yù)，不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且容易引入人為誤差。特別是在需要頻繁調(diào)整光束方向的情況下，這種方法顯然無(wú)法滿足高效作業(yè)的需求。同時(shí)，由于缺乏智能化的控制手段，使得設(shè)備在面對(duì)復(fù)雜工作條件時(shí)難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、連續(xù)化的光束指向校正。

5、考慮到長(zhǎng)期使用的可靠性問(wèn)題，現(xiàn)有裝置的設(shè)計(jì)并未充分考慮到磨損帶來(lái)的影響。隨著時(shí)間的推移，機(jī)械部件之間的摩擦?xí)?dǎo)致磨損加劇，進(jìn)而影響到整個(gè)系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性

6、因此，如何提供一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置，本發(fā)明通過(guò)啟動(dòng)第一伸縮電桿帶動(dòng)鏡框及雙棱鏡的升降；啟動(dòng)動(dòng)力電機(jī)，動(dòng)力電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)錐齒輪組、輔動(dòng)齒、轉(zhuǎn)齒環(huán)、轉(zhuǎn)動(dòng)座、轉(zhuǎn)頭及第二伸縮電桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)座、轉(zhuǎn)頭及第二伸縮電桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鏡框及雙棱鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)；再通過(guò)控制第二伸縮電桿的伸縮，帶動(dòng)底座板、鏡框及雙棱鏡進(jìn)行擺動(dòng)角度，鏡框及雙棱鏡擺動(dòng)的角度較為靈活，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光光束方向的微調(diào)，從而達(dá)到高精度的指向控制，精確地控制光束的方向。

2、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置，包括棱鏡筒、兩個(gè)折射單元，兩個(gè)所述折射單元均安裝在棱鏡筒內(nèi)，兩個(gè)且折射單元呈對(duì)稱(chēng)設(shè)置；

3、所述折射單元包括擺動(dòng)組件、鏡框、雙棱鏡及旋轉(zhuǎn)組件，其中，所述擺動(dòng)組件的一端固定安裝在棱鏡筒的內(nèi)壁上，所述擺動(dòng)組件的另一端固定安裝在鏡框的外壁上，所述雙棱鏡固定安裝在鏡框的內(nèi)壁上，所述旋轉(zhuǎn)組件的一端固定安裝在棱鏡筒的內(nèi)壁上，所述旋轉(zhuǎn)組件的另一端固定安裝在鏡框的內(nèi)壁上。

4、進(jìn)一步地，所述棱鏡筒的一端開(kāi)設(shè)有射入口，所述棱鏡筒的中部開(kāi)設(shè)有折射口，所述棱鏡筒的另一端開(kāi)設(shè)有射出口。

5、進(jìn)一步地，所述擺動(dòng)組件包括兩個(gè)關(guān)節(jié)套，第一個(gè)所述關(guān)節(jié)套的封閉端固定安裝在棱鏡筒的內(nèi)壁上，第二個(gè)所述關(guān)節(jié)套的封閉端固定安裝在鏡框的外壁上。

6、進(jìn)一步地，所述擺動(dòng)組件還包括兩個(gè)第一關(guān)節(jié)軸及伸縮桿，兩個(gè)所述第一關(guān)節(jié)軸分別固定安裝在伸縮桿的兩端，兩個(gè)所述第一關(guān)節(jié)軸分別活動(dòng)嵌入在兩個(gè)關(guān)節(jié)套內(nèi)。

7、進(jìn)一步地，所述鏡框的底部固定設(shè)置有底座板。

8、進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)組件包括軸套柱、第二關(guān)節(jié)軸及第一伸縮電桿，其中，所述軸套柱的底部固定安裝在棱鏡筒的內(nèi)壁上，所述第二關(guān)節(jié)軸活動(dòng)嵌入在軸套柱的頂部，所述第一伸縮電桿的非伸縮端固定安裝在第二關(guān)節(jié)軸上，所述第一伸縮電桿的伸縮端固定安裝在底座板的底部。

9、進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)組件還包括轉(zhuǎn)齒環(huán)、輔動(dòng)齒及轉(zhuǎn)柱，其中，所述轉(zhuǎn)齒環(huán)的內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)套接在軸套柱的外壁上，所述輔動(dòng)齒與轉(zhuǎn)齒環(huán)相嚙合，所述輔動(dòng)齒的底部轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在轉(zhuǎn)柱的頂部，所述轉(zhuǎn)柱的底部固定安裝在棱鏡筒的內(nèi)壁上。

10、進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)組件還包括動(dòng)力電機(jī)及錐齒輪組，所述動(dòng)力電機(jī)的底座固定安裝在棱鏡筒的內(nèi)壁上，所述錐齒輪組的輸入端錐齒輪固定安裝在動(dòng)力電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，所述錐齒輪組的輸出端錐齒輪輪軸固定安裝在輔動(dòng)齒的頂部。

11、進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)組件還包括兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)座，第一所述轉(zhuǎn)動(dòng)座的底座轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在底座板的底部，第二個(gè)所述轉(zhuǎn)動(dòng)座的底座轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在轉(zhuǎn)齒環(huán)的頂部。

12、進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)組件還包括兩個(gè)轉(zhuǎn)頭及第二伸縮電桿，兩個(gè)所述轉(zhuǎn)頭分別轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)座上，兩個(gè)所述轉(zhuǎn)頭固定安裝在第二伸縮電桿的兩端。

13、本發(fā)明的有益效果是：

14、本發(fā)明通過(guò)啟動(dòng)第一伸縮電桿帶動(dòng)鏡框及雙棱鏡的升降；啟動(dòng)動(dòng)力電機(jī)，動(dòng)力電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)錐齒輪組、輔動(dòng)齒、轉(zhuǎn)齒環(huán)、轉(zhuǎn)動(dòng)座、轉(zhuǎn)頭及第二伸縮電桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)座、轉(zhuǎn)頭及第二伸縮電桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鏡框及雙棱鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)；再通過(guò)控制第二伸縮電桿的伸縮，帶動(dòng)底座板、鏡框及雙棱鏡進(jìn)行擺動(dòng)角度，鏡框及雙棱鏡擺動(dòng)的角度較為靈活，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光光束方向的微調(diào)，從而達(dá)到高精度的指向控制，精確地控制光束的方向。

技術(shù)特征：

1.一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置，其特征在于，包括棱鏡筒(1)、兩個(gè)折射單元，兩個(gè)所述折射單元均安裝在棱鏡筒(1)內(nèi)，兩個(gè)且折射單元呈對(duì)稱(chēng)設(shè)置；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置，其特征在于，所述棱鏡筒(1)的一端開(kāi)設(shè)有射入口(1.1)，所述棱鏡筒(1)的中部開(kāi)設(shè)有折射口(1.2)，所述棱鏡筒(1)的另一端開(kāi)設(shè)有射出口(1.3)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置，其特征在于，所述擺動(dòng)組件(2)包括兩個(gè)關(guān)節(jié)套(2.1)，第一個(gè)所述關(guān)節(jié)套(2.1)的封閉端固定安裝在棱鏡筒(1)的內(nèi)壁上，第二個(gè)所述關(guān)節(jié)套(2.1)的封閉端固定安裝在鏡框(3)的外壁上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置，其特征在于，所述擺動(dòng)組件(2)還包括兩個(gè)第一關(guān)節(jié)軸(2.2)及伸縮桿(2.3)，兩個(gè)所述第一關(guān)節(jié)軸(2.2)分別固定安裝在伸縮桿(2.3)的兩端，兩個(gè)所述第一關(guān)節(jié)軸(2.2)分別活動(dòng)嵌入在兩個(gè)關(guān)節(jié)套(2.1)內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置，其特征在于，所述鏡框(3)的底部固定設(shè)置有底座板(3.1)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件(5)包括軸套柱(5.1)、第二關(guān)節(jié)軸(5.2)及第一伸縮電桿(5.3)，其中，所述軸套柱(5.1)的底部固定安裝在棱鏡筒(1)的內(nèi)壁上，所述第二關(guān)節(jié)軸(5.2)活動(dòng)嵌入在軸套柱(5.1)的頂部，所述第一伸縮電桿(5.3)的非伸縮端固定安裝在第二關(guān)節(jié)軸(5.2)上，所述第一伸縮電桿(5.3)的伸縮端固定安裝在底座板(3.1)的底部。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件(5)還包括轉(zhuǎn)齒環(huán)(5.4)、輔動(dòng)齒(5.5)及轉(zhuǎn)柱(5.6)，其中，所述轉(zhuǎn)齒環(huán)(5.4)的內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)套接在軸套柱(5.1)的外壁上，所述輔動(dòng)齒(5.5)與轉(zhuǎn)齒環(huán)(5.4)相嚙合，所述輔動(dòng)齒(5.5)的底部轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在轉(zhuǎn)柱(5.6)的頂部，所述轉(zhuǎn)柱(5.6)的底部固定安裝在棱鏡筒(1)的內(nèi)壁上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件(5)還包括動(dòng)力電機(jī)(5.7)及錐齒輪組(5.8)，所述動(dòng)力電機(jī)(5.7)的底座固定安裝在棱鏡筒(1)的內(nèi)壁上，所述錐齒輪組(5.8)的輸入端錐齒輪固定安裝在動(dòng)力電機(jī)(5.7)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，所述錐齒輪組(5.8)的輸出端錐齒輪輪軸固定安裝在輔動(dòng)齒(5.5)的頂部。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件(5)還包括兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)座(5.9)，第一所述轉(zhuǎn)動(dòng)座(5.9)的底座轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在底座板(3.1)的底部，第二個(gè)所述轉(zhuǎn)動(dòng)座(5.9)的底座轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在轉(zhuǎn)齒環(huán)(5.4)的頂部。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)組件(5)還包括兩個(gè)轉(zhuǎn)頭(5.10)及第二伸縮電桿(5.11)，兩個(gè)所述轉(zhuǎn)頭(5.10)分別轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)座(5.9)上，兩個(gè)所述轉(zhuǎn)頭(5.10)固定安裝在第二伸縮電桿(5.11)的兩端。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于旋轉(zhuǎn)雙棱鏡光束的指向控制裝置，包括棱鏡筒、兩個(gè)折射單元，兩個(gè)所述折射單元均安裝在棱鏡筒內(nèi)，兩個(gè)且折射單元呈對(duì)稱(chēng)設(shè)置；所述折射單元包括擺動(dòng)組件、鏡框、雙棱鏡及旋轉(zhuǎn)組件，其中，所述擺動(dòng)組件的一端固定安裝在棱鏡筒的內(nèi)壁上。本發(fā)明通過(guò)啟動(dòng)第一伸縮電桿帶動(dòng)鏡框及雙棱鏡的升降；動(dòng)力電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)錐齒輪組、輔動(dòng)齒、轉(zhuǎn)齒環(huán)、轉(zhuǎn)動(dòng)座、轉(zhuǎn)頭及第二伸縮電桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)座、轉(zhuǎn)頭及第二伸縮電桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鏡框及雙棱鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)；再通過(guò)控制第二伸縮電桿的伸縮，帶動(dòng)底座板、鏡框及雙棱鏡進(jìn)行擺動(dòng)角度，鏡框及雙棱鏡擺動(dòng)的角度較為靈活，實(shí)現(xiàn)對(duì)激光光束方向的微調(diào)，從而達(dá)到高精度的指向控制，精確地控制光束的方向。

技術(shù)研發(fā)人員：苗立志
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京俊佑光電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2