大口径多维调整反射镜架的设计及精度分析.doc

激光与红外 LASER INFRARED 文章编号：1001-5078(2011 )09-1010-04 ?光学元件与材料? 大口径多维调整反射镜架的设计及精度分析 吴军勇，孙蔑 (华北光电技术研究所，北京100015) 摘 要:设计了一种能够满足大光斑激光传输的大口径的激光反射镜架，给出满足多维调整使 用要求的设计方案，分析了调整架的理论精度、实际精度，分析了误差产生的原因，并根据使用 要求对调整架进行了精度设计，进行符合实际的精度分配，使设计满足使用和加工的要求。 关键词：反射镜架；精度设计;误差分析;大口径 中图分类号:TH745 文猷标识码:A DOI： 10.3969/j? issn. 1001?5078?2011?09.015 Design and accuracy analysis for a large diametermultidimensional reflected mirror rim WU Jun-yongtSUN Rui (North China Research Institute of Electro-opticsfBeijing 100015tChina) Abstract：A frame for large diameter laser reflecting mirror has been designed. It is also adjustable in multi direc- tions. It can be used for large laser sparkle to be reflected to any direction. This paper analyzes the adjustment structure t theory accuracy 9 practical precision and the error. Factors resulting in the errors are pointed out. The performance of developed product conforms to the designed specifications and meets the practical requirements. Key words:reflection frames；precision design；error analysis；large diameter 1引M 为了为满足光路中对直径奶20 mm的激光光 束反射的调整要求,要求设计一款调整架具备方位、 俯仰、径向平移、轴向平移四个维度的调节功能，且 这些方向调节精度要满足在4 m之外光斑移动的精 度在0.2 rrnn,所以在设计反射镜架的时候，精度设 计是其中重要的环节，通即保证调整的精度能够满 足使用的要求，又保证了机械加工的能力能够使零 件精度达到要求的精度。 2调整架的设计 为满足使用要求，调整架设计如图1所示。 将镜片通过镜片压圈固定在镜片框架上, 周边通过六个螺钉压紧镜片压圈来固定镜片； 镜片框架通过螺钉与两个俯仰主轴相连 接，俯仰主轴材料选用强度、刚度更好的不锈钢材 料⑴，这样能尽量减少由于镜片质量大带来的俯仰 主轴的变形； II片權集 图丨调整架三维设卄图 俯仰主轴两侧设计各有一个轴向平移螺 钉，使镜片架能够轴向平移； 俯仰轴安装在一个装配龙门架上,龙门架 底部安装在底板上，能通过四角位置的方位微调钉 作者■介:吴军勇(1980 -)，男，工学学士,工程师，主耍从事激 光器与澈光整机的结构设计工作。E-mail: wujunyong308800@ sina. com 牧稿日期：2011心?13；修订日?：2011-06-25 绕底板与龙门架之间的方位主轴作方位旋转，并有 四个方位紧固钉作锁紧用； 底板上有沿垂直于轴向的腰形孔,使得整 个调整架在安装到平台上后能垂直于轴向平移。 调整架的调整维度如图2所示。 r轴向移动 r轴向移动 图2调整架维度示意图 调整架设计径向平移、轴向平移只是用来进行 光路位置的粗调，保证光路能够顺利的调节到一定 范围内，通过手动和粗调平移螺钉来调节基本能够 实现调节，所以对径向平移、轴向平移不需要进行精 密调节的设计。 3理论精度 要想在最远距离m(4000 mm)处实现精 度为s=0.2 mm的调节，则反射镜的角度调整精度 对于俯仰来说，由于调整点位置距离镜片中心 的距离H = 104 mm,如图4所示，为满足最小调整角 度a =0.0005 rad的要求，俯仰调节点的最小调节距 对于方位来说，要满足调整精度a =0.0005 rad 的要求，方位调节点的最小调节距离K方位 … R, R =7^ =71022 +114.52? 153. 3