单向驱动往复式扫描反射镜模型

李海星; 姚园; 史磊

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单向驱动往复式扫描反射镜模型

李海星, 姚园, 史磊

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李海星, 姚园, 史磊. 单向驱动往复式扫描反射镜模型[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2097-2102.

引用本文:

李海星, 姚园, 史磊. 单向驱动往复式扫描反射镜模型[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2097-2102.

Li Haixing, Yao Yuan, Shi Lei. Scan-retrace scanner model with single-direction rotational motor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(8): 2097-2102.

Citation:

Li Haixing, Yao Yuan, Shi Lei. Scan-retrace scanner model with single-direction rotational motor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(8): 2097-2102.

单向驱动往复式扫描反射镜模型

1.
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量重点实验室,吉林长春 130033

基金项目:

国家高技术研究发展计划（2007AA701203）

详细信息

作者简介:
李海星（1980-），男，助理研究员，主要从事航空光学遥感器结构设计及力学分析方面的研究。Email：windchaser_lhx@163.com

中图分类号: TH113

Scan-retrace scanner model with single-direction rotational motor

1.
Key Laboratory of Airborne Optical Imaging and Measurement,Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,Chinese Academy of Sciences,Changchun 130033,China

摘要: 提出了一种正反向1：2速比扫描模式的单向驱动往复式扫描反射镜模型，通过采用不完全齿轮传动机构和弹簧阻尼元件，在驱动元件不换向的前提下可实现反射镜正反转平稳切换。系统主要依靠弹簧的变形储能实现变速换向，降低了传统直驱式单面扫描反射镜系统换向过程中的驱动力矩输出要求。在正反向匀速扫描行程中，反射镜处于弹簧和驱动元件一对反作用力矩的共同作用下运动，有效消除了齿轮传动间隙，从原理上确保了系统传动精度。与传统直驱式单面扫描反射镜系统相比，该系统的驱动元件无需正反向切换，避免了传统系统因驱动元件频繁换向给电控设计带来的问题，而且降低了系统对驱动元件性能要求，在提高扫描频率方面具更具优势。该模型在轻小化、大行程、高精度光学扫描系统研制方面具有较大的开发应用潜力。
- 扫描反射镜 /
- 方向切换 /
- 不完全齿轮传动 /
- 弹簧 /
- 阻尼
Abstract: A scan-retrace optical scanner model without rotating direction change of the driving motor, was proposed. The scanner's fly-back angular velocity doubled its scan trip. By utilizing partially-cut gear transmission and spring-damper element, the system could realize stable scanner rotating direction change without the shift of driving motor current direction. Because the energy was mainly provided by the resilient member in the scanner rotating direction changing phase, it meant the driving motor was less demanding in the system than that in the traditional one. The scanner was subject to motor's driving torque and resilient member spring-back torque in scan and retrace trip. This design helped to eliminate gear clearance efficiently and could assure transmission accuracy of the system. Compared with traditional motor directly driving scanning system, rotational driving motor doesn't need current direction shift in this system, thus control system design is simplified, performance of driving motor is decreased and scan rate is improvd. This model plays a good potential solution for the compact, large trip, high precision optical scanning system development.
- scanner /
- scan direction shift /
- partially-cut gear transmission /
- spring /
- damper

[1]	Perkes D W, Jensen G L, Higham D L. Steering and positioning targets for HWIL IR testing at cryogenic conditions[C]//SPIE, 2006, 6208: 62080C.
[2]	Zhang Dawei, Liu Zhi, Yang Yang, et al. 3D laser scanning technology based on right-angle reflection mode[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(3): 443-447. (in Chinese)
[3]	Li Hui, Li Zhi, Hu Xin, et al. Dynamic simulation and control error analysis of two-dimensional reflector[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(7): 1916-1921. (in Chinese)
[4]	Kluk Daniel J, Boulet Michael T, Trumper David L. A high-bandwidth, high-precision, two-axis steering mirror with moving iron actuator[J]. Mechatronics, 2012, (22): 257-270.
[5]	Xiang Sihua, Chen Sihai, Wu Xin, et al. Study on fast linear scanning for a new laser scanner[J]. Optics & Laser Technology, 2010, (42): 42-46.
[6]	Lu Yafei, Fan Dapeng, Fan Shixun, et al. Design of two axis elastic support for fast steering mirror[J]. Optics and Precision Engineering, 2010, 18(12): 2574-2581. (in Chinese)
[7]	Wu Xin. Research on high-performance fast steering Mirror[D]. Wuhan: Huazhong University of Science&Technology, 2012. (in Chinese)
[8]	Hu Chunsheng. Investigation into the high-speed pulsed laser diode 3D-imaging ladar[D]. Changsha: National University of Defense Technology, 2005. (in Chinese)
[9]	Davis Lange, William Abrams, Mrinal Iyengar, et al. The goodrich DB-110 system: multi-band operation today and tomorrow[C]//SPIE, 2003, 5109: 22-35.
[10]	Xu Guangzhou, Ruan Ping, Li Fu, et al. Design and simulation of tilt mirror for space image stabilized system[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(4): 958-965. (in Chinese)

[1]	何鑫, 姜翔, 顾伯忠, 叶宇, 乐中宇. 丽江2.4 m望远镜耐焦卡焦切换系统的设计与分析 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210881-1-20210881-9. doi: 10.3788/IRLA20210881
[2]	李颖奎, 任行, 李鑫, 杜垒, 王天枢, 姜会林. 耗散孤子和束缚态脉冲可切换的超连续谱产生 . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20220035-1-20220035-6. doi: 10.3788/IRLA20220035
[3]	孟祥瑞, 文瀚, 陈浩伟, 孙博, 陆宝乐, 白晋涛. 波长可切换窄线宽单频掺镱光纤激光器（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20220325-1-20220325-8. doi: 10.3788/IRLA20220325
[4]	王丽莎, 孙松松, 闫炜, 瞿娇娇, 王勇. L波段可切换双波长高能量脉冲光纤激光器 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20200370-1-20200370-5. doi: 10.3788/IRLA20200370
[5]	王劲凯, 孟立新, 张立中, 王佳男, 张暾. 次镜支撑结构硬涂层阻尼减振设计与仿真 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210344-1-20210344-9. doi: 10.3788/IRLA20210344
[6]	朱可, 裴丽, 赵琦, 解宇恒, 常彦彪. 采用双Sagnac环滤波器的可切换多波长光纤激光器 . 红外与激光工程, 2020, 49(11): 20200047-1-20200047-7. doi: 10.3788/IRLA20200047
[7]	杨思敏, 汪徐德, 孙梦秋, 梁勤妹. 波长可切换可调谐耗散孤子锁模掺镱光纤激光器 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200026-1-20200026-6. doi: 10.3788/IRLA20200026
[8]	凌远达, 黄千千, 邹传杭, 闫志君, 牟成博. 基于45°倾斜光栅的重复频率可切换被动谐波锁模光纤激光器 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 803007-0803007(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0803007
[9]	顾鹏飞, 王省书, 郑佳兴, 赵英伟. 阻尼比连续可调的捷联惯性姿态测量系统内阻尼技术 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 517004-0517004(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0517004
[10]	丁香栋, 何巍, 姚齐峰, 骆飞, 祝连庆. 采用可调Mach-Zehnder滤波的波长可切换掺铒光纤激光器 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1005006-1005006(6). doi: 10.3788/IRLA201757.1005006
[11]	赵勇志, 安其昌, 韩西达. 大口径望远镜阻尼调制技术 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 818006-0818006(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0818006
[12]	左玉弟, 金光, 谢晓光, 李宗轩, 解鹏. 基于带状弹簧的空间望远镜自展开机构设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 518002-0518002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0518002
[13]	李涛, 王宇焯, 王旭东, 冯新焕, 关柏鸥. 全新布里渊散射可切换微波光子滤波器 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 820002-0820002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0820002
[14]	田士涛, 徐振邦, 秦超, 夏明一, 吴清文. 基于主动约束阻尼层的次镜支撑结构设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1118001-1118001(9). doi: 10.3788/IRLA201645.1118001
[15]	张雷, 丁亚林, 徐正平, 张洪文, 张健, 郭万存. 长条形扫描反射镜的柔性支撑 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3678-3683.
[16]	闫公敬, 张宪忠, 李柱. 子孔径拼接检测光学平面反射镜技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2180-2184.
[17]	刘灿, 龙兴武, 魏国, 李耿, 高春峰. 捷联惯导系统内水平阻尼网络及算法研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2637-2643.
[18]	林桢, 任国斌, 郑斯文, 朱博枫, 彭万敬, 简水生. 基于光纤拉锥及相位调制的可切换多波长掺铒光纤激光器 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3262-3268.
[19]	杨亮, 李朝辉, 乔克. 某空间反射镜支撑装调技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3277-3282.
[20]	李海星, 丁亚林, 史磊, 宋玉龙. 两轴正交圆切口单轴柔性铰反射镜支撑结构 . 红外与激光工程, 2013, 42(7): 1765-1769.

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单向驱动往复式扫描反射镜模型

1. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所航空光学成像与测量重点实验室,吉林长春 130033

作者简介:
李海星（1980-），男，助理研究员，主要从事航空光学遥感器结构设计及力学分析方面的研究。Email：windchaser_lhx@163.com

收稿日期: 2012-12-02
修回日期: 2013-01-13
刊出日期: 2013-08-25

基金项目:

国家高技术研究发展计划（2007AA701203）

中图分类号: TH113

关键词:

摘要: 提出了一种正反向1：2速比扫描模式的单向驱动往复式扫描反射镜模型，通过采用不完全齿轮传动机构和弹簧阻尼元件，在驱动元件不换向的前提下可实现反射镜正反转平稳切换。系统主要依靠弹簧的变形储能实现变速换向，降低了传统直驱式单面扫描反射镜系统换向过程中的驱动力矩输出要求。在正反向匀速扫描行程中，反射镜处于弹簧和驱动元件一对反作用力矩的共同作用下运动，有效消除了齿轮传动间隙，从原理上确保了系统传动精度。与传统直驱式单面扫描反射镜系统相比，该系统的驱动元件无需正反向切换，避免了传统系统因驱动元件频繁换向给电控设计带来的问题，而且降低了系统对驱动元件性能要求，在提高扫描频率方面具更具优势。该模型在轻小化、大行程、高精度光学扫描系统研制方面具有较大的开发应用潜力。