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:ADOI：10.3969/j・issn.1001・5078・2011・09.015DesignandaccuracyanalysisforalargediametermultidimensionalreflectedmirrorrimWUJun-yongtSUNRui(NorthChinaResearchInstituteofElectro-opticsfBeijing100015tChina)Abstract：Aframeforlargediameterlaserreflectingmirrorhasbeendesigned.Itisalsoadjustableinmultidirec-tions.Itcanbeusedforlargelasersparkletobereflectedtoanydirection.Thispaperanalyzestheadjustmentstructurettheoryaccuracy9practicalprecisionandtheerror.Factorsresultingintheerrorsarepointedout.Theperformanceofdevelopedproductconformstothedesignedspecificationsandmeetsthepracticalrequirements.Keywords:reflectionframes；precisiondesign；erroranalysis；largediameterr轴向移动图2调整架维度示意图1引M为了为满足光路中对直径奶20mm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4m之外光斑移动的精度在0.2rrnn,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。(1)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；(2)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(3)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；(4)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；(5)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。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(4000mm)处实现精度为s=0.2mm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=104mm,如图4所示，为满足最小调整角度a=0.0005rad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=0.0005rad的要求，方位调节点的最小调节距离K方位…R,R=7^=71022+114.52«153.3mm(取两方位调节点距离的算术平均值)，如图5所示，所以,K方位=ax7?=0.0005x153.3«0.076mmo图5调整架方位轴长示意图对于选用的调整用的微调螺旋副，其规格为M6x0.25mm,缥钉头的直径是d=(/>10mm,其周长S=W=31.4mm,根据人机工程中对于人手调节微调感知精度约为1mm,那么，微调螺旋副的最小调整距离应该为：K.«0.25x0075mm鸡31・4K.<K方位K.<K符仰所以，理论设计精度满足使用精度的要求。其实对于调整架的来说，以上计算出的仅仅是它的理论精度，实际上，调整架的实际精度与它加工、使用的实际状况有很大的联系。4实际精度与误差分析4.1精度与误差的概念精度又称精确度，是指准确的程度，精度的高低是用误差的大小来...