專利名稱：激光陀螺光路及程長(zhǎng)控制鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光陀螺的控制元件，特別是適用于激光陀螺的程長(zhǎng)控制、光路控制及鎖區(qū)控制的光路及程長(zhǎng)控制鏡。
背景技術(shù)：
激光陀螺具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕，精度高，特別適用于結(jié)構(gòu)緊湊的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)等多方面的優(yōu)越性，已大量成功地運(yùn)用于軍事和民用等領(lǐng)域。但是，在激光陀螺的制造中有兩大因素嚴(yán)重影響其性能及成品率，這就是激光陀螺的調(diào)腔以及高低溫對(duì)陀螺的影響。在激光陀螺中配置腔長(zhǎng)角度控制鏡能使這一局面大為改善。目前有一種抓卡式腔長(zhǎng)控制鏡，由于其穩(wěn)定性好，附帶歪扭小，已越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于激光陀螺的腔長(zhǎng)控制。但是，這種抓卡式腔長(zhǎng)控制鏡由于槽片自身可能存在的缺陷，程長(zhǎng)控制元件作用力方向及作用點(diǎn)的偏差仍不可避免地帶來(lái)一定量的歪扭，而它自身又沒(méi)有配置角度控制元件，無(wú)法對(duì)陀螺光路實(shí)施主動(dòng)控制，原來(lái)歪扭等引起的問(wèn)題雖然減弱但仍然存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，設(shè)計(jì)了一種不僅能對(duì)激光陀螺的程長(zhǎng)進(jìn)行控制而且能對(duì)光路進(jìn)行控制的反射鏡，它既擁有抓卡結(jié)構(gòu)腔長(zhǎng)控制鏡具有的程長(zhǎng)控制能力及附加歪扭小的優(yōu)點(diǎn)，又能使激光陀螺具有很高的主動(dòng)角度控制靈敏度。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是以抓卡式腔長(zhǎng)控制鏡為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)新結(jié)構(gòu)的槽片和角度控制元件，使其具有高靈敏度角度控制功能。槽片是用熔石英玻璃材料加工而成的環(huán)槽形薄底結(jié)構(gòu)，上表面端面鍍有反射膜的中心柱與外環(huán)同軸，中心柱在外力的作用下較容易發(fā)生偏轉(zhuǎn)和軸向平移；角度控制元件是用薄片壓電陶瓷(PZT)加工而成，它呈十字形，十字形4條等長(zhǎng)等寬臂端的外徑略小于槽片外環(huán)的外徑，它中心開(kāi)有一個(gè)可穿過(guò)抓卡機(jī)構(gòu)的絲桿的圓孔，從4條臂交點(diǎn)至接近各自臂端區(qū)域的上下表面都鍍有各區(qū)域間相互絕緣的導(dǎo)電銀膜，角度控制元件的上表面膠接在槽片下表面上，并使二者中心同軸。
本發(fā)明的環(huán)槽形槽片還可以是由微晶玻璃加工而成的薄底結(jié)構(gòu)槽片。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于對(duì)程長(zhǎng)控制元件采用了抓卡式結(jié)構(gòu)，不僅擁有抓卡結(jié)構(gòu)腔長(zhǎng)控制鏡具有的穩(wěn)定性高、附加歪扭小的優(yōu)點(diǎn)，而且經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)的新型環(huán)槽形薄底結(jié)構(gòu)槽片和十字形薄片壓電陶瓷角度控制元件，只要對(duì)角度控制元件兩兩相對(duì)的2條臂分別加載不同極性的電壓，就能使反射鏡片在一個(gè)二維空間(立體角)內(nèi)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，達(dá)到調(diào)整鏡面反射角度的目的，使激光陀螺具有很高的角度控制靈敏度。


圖1是本發(fā)明的光路及程長(zhǎng)控制鏡結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的環(huán)槽形薄底結(jié)構(gòu)槽片示意圖。
圖3是本發(fā)明的十字形薄片角度控制元件示意圖。
圖4是本發(fā)明通過(guò)在角度控制元件上加載控制電壓時(shí)，反射鏡方向發(fā)生變化的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明的光路及程長(zhǎng)控制鏡由環(huán)槽形薄底結(jié)構(gòu)槽片1，十字形薄片角度控制(或稱光路控制)元件2，抓卡機(jī)構(gòu)3和程長(zhǎng)控制驅(qū)動(dòng)元件5構(gòu)成。環(huán)槽形槽片1用熔石英玻璃或微晶玻璃材料加工而成，槽片1中心柱的上表面鍍有反射膜，槽片1采用薄底結(jié)構(gòu)，其中心柱在外力的作用下較容易發(fā)生偏轉(zhuǎn)和軸向位移，從而使反射鏡面產(chǎn)生相對(duì)于鏡面原法線方向的偏轉(zhuǎn)和軸向位移，從而改變陀螺的光路和程長(zhǎng)。十字形角度控制元件2用薄片壓電陶瓷(PZT)加工而成，它的呈十字形分布的4條臂長(zhǎng)度和寬度相等，臂的外徑與槽片外環(huán)的外徑相當(dāng)，略短于槽片外環(huán)的外徑，它的中心開(kāi)有一個(gè)圓孔，使抓卡機(jī)構(gòu)3中軸線上的絲桿6能自由地穿過(guò)該孔，頂緊槽片1中心柱的底面。從4條臂交點(diǎn)至接近各自臂外端區(qū)域(圖3中的網(wǎng)格區(qū)域)的上下表面都鍍有導(dǎo)電銀膜，而且4條臂上鍍有導(dǎo)電銀膜的區(qū)域相互絕緣。角度控制元件2的上表面用環(huán)氧膠粘接在槽片1下表面上，應(yīng)使其與槽片下表面相貼的部位(包括中心柱和外環(huán))全部膠接上，并確保角度控制元件2和槽片1中心同軸。這樣，在角度控制元件2相對(duì)的兩個(gè)臂上加上不同極性的電壓時(shí)，由于PZT的逆壓電效應(yīng)，施加有正相電壓的一臂縮短，而施加有反相電壓的一臂將伸長(zhǎng)，從而對(duì)槽片中心柱產(chǎn)生推拉作用，使中心柱上的反射鏡面產(chǎn)生相對(duì)于鏡面原法線方向偏轉(zhuǎn)一個(gè)θ角度，如圖4所示，施加的電壓不同，則偏轉(zhuǎn)的角度大小不同。通過(guò)控制加載在角度控制元件2四條臂上的電壓，能使反射鏡面在一個(gè)二維空間內(nèi)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，達(dá)到通過(guò)調(diào)整鏡面反射角度來(lái)控制激光光路的目的。抓卡機(jī)構(gòu)3的若干個(gè)金屬抓卡4膠接在槽片1外環(huán)的外壁面上，一個(gè)環(huán)型的薄金屬片7將若干個(gè)金屬抓卡4連為一體，絲桿6靠螺紋連接在抓卡機(jī)構(gòu)3的中軸線上，它的上端穿過(guò)角度控制元件2的中心圓孔頂緊槽片1的中心柱底部，兩個(gè)環(huán)形壓電陶瓷片組成的程長(zhǎng)控制驅(qū)動(dòng)元件5分別膠接在抓卡機(jī)構(gòu)環(huán)形薄金屬片7的上下表面上，當(dāng)向程長(zhǎng)控制驅(qū)動(dòng)元件5加載控制電壓時(shí)，由于PZT的逆壓電效應(yīng)，可使絲桿6產(chǎn)生軸向位移，從而使槽片1中心柱上的反射鏡面也產(chǎn)生軸向位移，改變陀螺光路的程長(zhǎng)。
權(quán)利要求
1.一種激光陀螺光路及程長(zhǎng)控制鏡，它包括由中心設(shè)置有上端頂緊槽片(1)中心柱底部的絲桿(6)的環(huán)形薄金屬片(7)連為一體的若干個(gè)與槽片(1)外環(huán)外壁膠接的金屬抓卡(4)組成的抓卡機(jī)構(gòu)(3)，分別膠接在環(huán)形薄金屬片(7)上下表面上的環(huán)形壓電陶瓷程長(zhǎng)控制驅(qū)動(dòng)元件(5)，其特征在于它還包括其與外環(huán)同軸的中心柱上表面鍍有反射膜的環(huán)槽形熔石英玻璃薄底結(jié)構(gòu)槽片(1)，其中心開(kāi)有一個(gè)可穿過(guò)絲桿(6)的圓孔、臂端外徑略小于槽片(1)外徑的4條十字形等長(zhǎng)等寬臂從各條臂交點(diǎn)至接近臂端區(qū)域的上下表面都鍍有各區(qū)域間相互絕緣的導(dǎo)電銀膜的十字形薄片壓電陶瓷角度控制元件(2)，角度控制元件(2)的上表面呈中心同軸地膠接在槽片(1)下表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光路及程長(zhǎng)控制鏡，其特征在于環(huán)槽形槽片(1)是微晶玻璃薄底結(jié)構(gòu)槽片。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種激光陀螺光路及程長(zhǎng)控制鏡，它是以抓卡式腔長(zhǎng)控制鏡為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)新結(jié)構(gòu)的槽片和角度控制元件。槽片是熔石英玻璃或微晶玻璃材料環(huán)槽形薄底結(jié)構(gòu)，端面鍍有反射膜的中心柱與外環(huán)同軸，中心柱在外力的作用下較容易發(fā)生偏轉(zhuǎn)和軸向位移；角度控制元件為薄片壓電陶瓷，它呈十字形，十字形4條等長(zhǎng)臂端外徑略小于槽片外環(huán)外徑，中心有一個(gè)可穿過(guò)抓卡機(jī)構(gòu)絲桿的圓孔，從4條臂交點(diǎn)至接近各自臂端區(qū)域的上下表面都鍍有各區(qū)域間相互絕緣的導(dǎo)電銀膜，角度控制元件中心同軸地膠接在槽片上。它擁有抓卡結(jié)構(gòu)腔長(zhǎng)控制鏡的光路穩(wěn)定性高、附加歪扭小的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)角度控制元件兩兩相對(duì)的兩條臂分別加載不同極性的電壓，就能調(diào)整鏡面反射角度，使激光陀螺具有很高的光路控制能力。
文檔編號(hào)G01C19/66GK1603747SQ20041004690
公開(kāi)日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月8日
發(fā)明者金世龍 申請(qǐng)人:金世龍, 龍興武