采用的技術(shù)方案是:充分利用彈性材料彎曲時在材料屈服強度范圍內(nèi)的會產(chǎn)生較大的變形，實現(xiàn)微位移促動器的較大的行程。由于彈性結(jié)構(gòu)體零件的彎曲變形，在彈性結(jié)構(gòu)體垂直于彎曲變形方向上會產(chǎn)生相對較小的位移，gp將彎曲變形量進行縮小，從而有效提高微小位移輸出的能力，實現(xiàn)該微位移促動器較高的位移輸出精度。同時彈性結(jié)構(gòu)體僅在變形過程中剛度較小，調(diào)整完成后剛度較高。通過控制直線電機軸的伸出或縮回，實現(xiàn)微位移輸出的正向或負向。
[0021]由于現(xiàn)有技術(shù)采用粗、精結(jié)合平臺式位移促動器結(jié)構(gòu)比較復雜，由壓電材料利用“尺蠖原理”所設計的尺蠖電機，行程大，精度高，且可以斷電自鎖，但是目前市場上的價格較高，國內(nèi)該類產(chǎn)品技術(shù)尚不成熟，而對于利用位移放大機構(gòu)將壓電材料的行程進行放大的微位移促動器機構(gòu)，通常情況下每I毫米長度的壓電材料其最大的伸縮量約為I微米，因此為了提高壓電式位移促動器的行程范圍雖然借助位移放大機構(gòu)，但其行程的放大能力非常有限，同時還需對壓電材料持續(xù)供電。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的以上不足。本發(fā)明有益效果是:該微位移促動器充分利用彈性結(jié)構(gòu)體材料彎曲變形時，在彎曲方向上產(chǎn)生較大變形同時會在垂直于彎曲變形方向產(chǎn)生較小的位移，實現(xiàn)該微位移促動器的高精度，高行程。利用直線電機自身的自鎖能力，使得該微位移促動器在斷電時仍能保證位移的準確輸出，有效節(jié)約能耗，即實現(xiàn)類似“尺蠖電機”的自鎖能力。該微位移促動器的結(jié)構(gòu)極其簡單，僅由一直線電機及一個彈性結(jié)構(gòu)體構(gòu)成，對環(huán)境適應性強，可靠性高，設計加工方便，價格較低。而將直線電機更換為帶細牙螺紋的中心軸即為手動式微位移促動器。
【附圖說明】
[0022]圖1-1、圖1-2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2-1、圖2-2為由電動式微位移促動器改為手動式微位移調(diào)節(jié)機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實施方式】
[0023]實施例1，該微位移促動器的工作原理圖1-1、圖1-2所示。彈性片I 4、彈性片II 5及兩個連接座2組成一個八邊形的彈性結(jié)構(gòu)體，八邊形的上端經(jīng)銦鋼墊I與鏡面13相連，下端與望遠鏡機架14相連，右端通過一個過渡連接座10與直線電機殼體連接，八邊形彈性結(jié)構(gòu)體的左端通過一個壓緊螺母7及消隙壓板6 (也稱為“襯板”)與直線電機輸出軸8相連。微位移促動器在工作過程中，驅(qū)動直線電機9，使得其電機軸8伸出時，此時八邊形彈性結(jié)構(gòu)體兩彈性片在X軸方向上的間隔變大，即左側(cè)的彈性片I 4產(chǎn)生X軸負向的彎曲變形，右側(cè)的彈性片II 5產(chǎn)生X軸正向的彎曲變形，使得八邊形彈性結(jié)構(gòu)體上端產(chǎn)生沿Y軸負向位移(向下)，八邊形彈性結(jié)構(gòu)體下端沿Y軸正向產(chǎn)生位移(向上)，由于望遠鏡機架本身固定不動，因此，鏡面13會產(chǎn)生沿Y軸負向的微小位移。反之，驅(qū)動直線電機，使得其電機軸縮回，此時八邊形彈性結(jié)構(gòu)體兩彈性片在X軸方向上的間隔變小，即左側(cè)彈性片I 4產(chǎn)生X軸正向的彎曲變形，右側(cè)的彈性片II 5產(chǎn)生X軸負向的彎曲變形，弓丨起八邊形彈性結(jié)構(gòu)體上端沿Y軸正向產(chǎn)生位移(向上)，八邊形彈性結(jié)構(gòu)體下端產(chǎn)生沿Y軸負向位移(向下)，從而實現(xiàn)鏡面沿Y軸正向的微小位移。圖中的3為壓板。
[0024]實施例2，如果將直線電機換成帶細牙螺紋中心軸，此時即由電動式微位移促動器變?yōu)槭謩邮轿⑽灰普{(diào)節(jié)機構(gòu)。該微位移調(diào)節(jié)機構(gòu)原理圖如圖2-1、圖2-2所示。工作過程中，僅需通過手動調(diào)節(jié)壓緊螺母I 7和壓緊螺母II 11同時沿X軸負向移動便可使得鏡面沿Y軸負向進行微小移動。反之，手動調(diào)節(jié)壓緊螺母I 7和壓緊螺母II 11同時沿X軸正向移動即可實現(xiàn)鏡面沿Y軸正向進行微位移調(diào)整。圖中12為帶細牙螺紋中心軸。
【主權(quán)項】
1.一種用于天文望遠鏡鏡面位置控制的微位移促動器，該微位移促動器的一端與支撐鏡面相連，另一端與望遠鏡的機架相連，支撐鏡面的連接點及與望遠鏡機架的連接點，該兩點的連接線構(gòu)成本微位移促動器的微位移輸出軸，其特征在于，該微位移促動器由一個彈性結(jié)構(gòu)體及一個主動中心軸組成；所述的彈性結(jié)構(gòu)體是由彈性材料構(gòu)成的多邊形結(jié)構(gòu)；所述的主動中心軸與微位移促動器的微位移輸出軸垂直設置，所述的主動中心軸的基部與端部分別與所述多邊形的兩個邊或者兩個角固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于天文望遠鏡鏡面位置控制的微位移促動器，其特征在于:所述的主動中心軸是直線電機；或者是帶細牙螺紋的中心軸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于天文望遠鏡鏡面位置控制的微位移促動器，其特征在于:所述的彈性結(jié)構(gòu)體由金屬彈性材料構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于天文望遠鏡鏡面位置控制的微位移促動器，其特征在于:所述的金屬彈性材料采用經(jīng)熱處理后的65Mn等。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于天文望遠鏡鏡面位置控制的微位移促動器，其特征在于:所述的彈性結(jié)構(gòu)體采用由兩個彈性片及結(jié)構(gòu)件組成一個八邊形結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于天文望遠鏡鏡面位置控制的微位移促動器，其特征在于:所述的八邊形彈性結(jié)構(gòu)體在中心軸方向上的尺寸，小于在位移輸出方向上的尺寸。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于天文望遠鏡鏡面位置控制的微位移促動器，其特征在于:所述的主動中心軸采用帶細牙螺紋的中心軸時，其中彈性結(jié)構(gòu)體上設有調(diào)節(jié)螺母。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于天文望遠鏡鏡面位置控制的微位移促動器，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)螺母采用剛度系數(shù)較高的彈簧形式。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的用于天文望遠鏡鏡面位置控制的微位移促動器，其特征在于:本微位移促動器的具體結(jié)構(gòu)如下:所述彈性結(jié)構(gòu)體與鏡面的連接方式是，鏡面下面固定有銦鋼墊作為連接座；組成所述彈性結(jié)構(gòu)體的兩片彈性片的一端固定在該連接座上；所述彈性結(jié)構(gòu)體與望遠鏡機架連接的連接方式是，所述兩片彈性片的另一端固定在望遠鏡機架上的安裝面；所述彈性結(jié)構(gòu)體與主動中心軸的連接方式是，所述主動中心軸的端部通過壓緊螺母固定在一個消隙壓板上；所述兩片彈性片中一片的中部，固定在該消隙壓板上；所述兩片彈性片中另一片的中部，固定在主動中心軸的基部； 當主動中心軸采用直線電機軸時，以該直線電機外殼做為主動中心軸的基部。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于天文望遠鏡鏡面位置控制的微位移促動器，其特征在于:本微位移促動器中設有位移計，該位移計的輸出接天文望遠鏡鏡面位置控制系統(tǒng)，該天文望遠鏡鏡面位置控制系統(tǒng)控制微位移促動器主動中心軸的直線電機；構(gòu)成閉環(huán)控制的高精度位移促動器。
【專利摘要】用于天文望遠鏡鏡面位置控制的微位移促動器，該微位移促動器一端與支撐鏡面相連，另一端與望遠鏡的機架相連,與支撐鏡面的連接點及與望遠鏡機架的連接點，該兩點的連接線構(gòu)成本微位移促動器的輸出軸，特征是微位移促動器由一個彈性結(jié)構(gòu)體及一個主動中心軸組成；彈性結(jié)構(gòu)體是由彈性材料構(gòu)成的多邊形；主動中心軸與微位移促動器的輸出軸垂直設置，主動中心軸的基部與端部分別與多邊形的兩個邊或者兩個角固定連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，連接剛度高，采用多組協(xié)同工作，可有效增加鏡面與機架間的連接剛度，且不會出現(xiàn)過約束或虛約束現(xiàn)象。在實現(xiàn)位置調(diào)整時鏡面位移連續(xù)，不會出現(xiàn)間隙或空回現(xiàn)象。本發(fā)明位移輸出精度可達到1微米以下。并可在其它領域應用。
【IPC分類】G02B23/16
【公開號】CN105158895
【申請?zhí)枴緾N201510673258
【發(fā)明人】牛冬生, 李國平, 葉宇
【申請人】中國科學院國家天文臺南京天文光學技術(shù)研究所
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年10月13日