一种减震支撑结构及其光学系统设计方法

1.本发明涉及光学系统减震技术领域，具体涉及一种减震支撑结构及其光学系统设计方法。

背景技术：

2.激光技术在民用及军事领域的应用越来越普遍，激光通信系统及高能激光武器已进行实用化试验。在该类精密光学系统内布置的伺服电机、光栅转台和摇摆反射镜等电机部件在正常工作时会给光学捕获瞄准子系统带来振动等扰动，而常规精密光学系统均包含跟踪捕获功能。其中，例如在激光通信领域要实现稳定通信数据传输，需保障其光学系统具有较高的稳定性，尽可能减少光信号的闪烁、漂移、光束扩散和像点抖动等现象的发生，从而提高通信时的耦合效率。而高能激光武器的光学系统包括粗精跟踪的目标捕获过程、目标跟踪过程和激光打击过程，三个过程中对光学系统的自身稳定性要求极高。一次打击过程光学系统中电机和转台参与工作所带来的震动会导致光学系统微振动，降低光学系统捕获、瞄准、跟踪和打击的精度，并且会导致发射的高能激光产生微弱晃动，降低对打击目标的能量密度。

技术实现要素：

3.针对以上问题，本发明提供一种减震支撑结构及其光学系统设计方法，在设计具备瞄准跟踪定向的光学系统中，结构设计时将转台电机等震源组件与捕获瞄准子系统隔开，分别安装在两个不同的安装板上，两板之间采用本发明提供的减震支撑结构。
4.本发明提供一种减震支撑结构，包括竖直固定座1、两个水平固定座3和两个减震连接臂2。所述竖直固定座1的一端通过一个所述减震连接臂2与一个所述水平固定座3连接，所述竖直固定座1的另一端通过另一个所述减震连接臂2与另一个所述水平固定座3连接；所述减震连接臂2由“工”字型结构左右横向堆叠而成，所述“工”字型结构的数量为三个或者四个，所述“工”字型结构中间窄边的宽度为上下长边宽度的三分之一，所述“工”字型结构高度与宽度相等，所述减震支撑结构为刚性材质。
5.进一步，所述竖直固定座1有两个通孔，用于螺栓连接，紧固被连接件。
6.进一步，所述水平固定座3有一个通孔，用于螺栓连接，紧固被连接件。
7.进一步，所述刚性材质为钛合金tc4。
8.本发明提供一种所述减震支撑结构的光学系统设计方法，在精密光学系统中，结构设计时将震源组件与捕获瞄准子系统隔开，分别安装在两个不同的安装板上，两板之间根据实际需要安装至少一个所述减震支撑结构。
9.本发明提供一种精密光学系统，包括所述的减震支撑结构。
10.本发明的有益效果为：有效地减少某精密光学系统内部一个震源组件产生的震动对本系统内精密光学组件的影响，同时提供可靠的刚性支撑，主要适用于精密光学系统内部需要进行隔振要求的光机系统。
11.通过对本发明减震支撑结构的振动实验验证得，安装减震支撑结构与不安装减震支撑结构的光学系统相比，振动扰动降低了63％，证明本发明的减震支撑结构能够很好的抑制振动的传递。
附图说明
12.图1为减震支撑结构示意图。
13.图2为减震支撑结构的使用场景图。
具体实施方式
14.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.实施例1.
16.本发明提供一种精密光学系统减震支撑结构，旨在对精密光学系统提供刚性支撑外，衰减震源组件对系统带来的影响。其结构如下：
17.如图1所示，减震支撑结构由3部分组成：竖直固定座1，两个水平固定座3，两个减震连接臂2。
18.其中，竖直固定座1有2个通孔，用于螺栓连接，紧固被连接件。竖直固定座1一端通过一条减震连接臂2与一个水平固定座3连接；竖直固定座1另一端通过另一条减震连接臂2与另一个水平固定座3连接；两个水平固定座3各有一个通孔。减震连接臂2由“工”字结构左右横向堆叠构成，“工”字结构中间窄边的宽度为长边宽度的三分之一，所述“工”字型结构高度与宽度相等，根据实际情况可由3-4个“工”字结构堆叠构成。
19.本发明所述元件的材料为钛合金tc4，可以提供一定的支撑刚度，其“工”字结构可有效地减少震动。
20.实施例2.
21.本实施例是对实施例1的进一步说明，介绍所述刚性减震支撑结构的使用方法。
22.在振动传递过程中，通过安装的多个刚性减震支撑结构协同作用，由不同方向的“工”字凹槽将振动分解成多方向后吸收部分来自震源的震动，使振动不直接作用在需减震的结构上。
23.其使用场景实例如图2所示，震源产生组件4产生振动通过支撑结构传递到系统安装基板上。为防止振动传递至精密结构组件影响精密系统正常工作，设计精密光机结构安装板6将震源组件4产生的震源通过刚性减震支撑结构减震。所述刚性减震支撑结构的安装位置如图中的位置5所示，此时由震源组件4产生的振动传递到精密结构组件后已经被大大衰减，实验表明安装减震支撑结构的光学系统比不安装减震支撑结构的光学系统的振动扰动降低了63％。
24.本发明有效地减少精密光学系统内部一个震源组件产生的震动对本系统内精密光学组件的影响，同时提供可靠的刚性支撑，主要适用于精密光学系统内部需要进行隔振要求的光机系统。
25.实施例3.
26.本实施例涉及一种所述减震支撑结构的光学系统设计方法，在精密光学系统中，结构设计时将震源组件与捕获瞄准子系统隔开，分别安装在两个不同的安装板上，两板之间根据实际需要安装至少一个所述减震支撑结构。
27.实施例4.
28.本实施例涉及一种精密光学系统，所述光学系统中应用所述的减震支撑结构。

技术特征：

1.一种减震支撑结构，其特征在于，包括竖直固定座(1)、两个水平固定座(3)和两个减震连接臂(2)；所述竖直固定座(1)的一端通过一个所述减震连接臂(2)与一个所述水平固定座(3)连接，所述竖直固定座(1)的另一端通过另一个所述减震连接臂(2)与另一个所述水平固定座(3)连接；所述减震连接臂(2)由“工”字型结构左右横向堆叠而成，所述“工”字型结构的数量为三个或者四个，所述“工”字型结构中间窄边的宽度为上下长边宽度的三分之一，所述“工”字型结构高度与宽度相等，所述减震支撑结构为刚性材质。2.根据权利要求1所述的减震支撑结构，其特征在于，所述竖直固定座(1)有两个通孔，用于螺栓连接，紧固被连接件。3.根据权利要求1所述的减震支撑结构，其特征在于，所述水平固定座(3)有一个通孔，用于螺栓连接，紧固被连接件。4.根据权利要求1所述的减震支撑结构，其特征在于，所述刚性材质为钛合金tc4。5.一种如权利要求1所述减震支撑结构的光学系统设计方法，其特征在于，在精密光学系统中，结构设计时将震源组件与捕获瞄准子系统隔开，分别安装在两个不同的安装板上，两板之间根据实际需要安装至少一个所述减震支撑结构。6.一种精密光学系统，其特征在于，包括权利要求1所述的减震支撑结构。

技术总结

本发明涉及一种减震支撑结构及其光学系统设计方法。所述减震支撑结构包括竖直固定座、两个水平固定座和两个减震连接臂。所述竖直固定座的一端通过一个所述减震连接臂与一个所述水平固定座连接，所述竖直固定座的另一端通过另一个所述减震连接臂与另一个所述水平固定座连接。所述减震支撑结构为刚性材质。减震连接臂由“工”字结构左右横向堆叠构成，“工”字结构中间窄边的宽度为长边宽度的三分之一，“工”字型结构高度与宽度相等，根据实际情况可由3或4个“工”字结构堆叠构成。在设计的光学系统中，结构设计时将震源组件与捕获瞄准子系统隔开，分别安装在两个不同的安装板上，两板之间根据实际需要安装至少一个所述的减震支撑结构。震支撑结构。震支撑结构。