[发明专利]一种用于光栅拼接的整体四维高精度调整装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光栅拼接的整体四维高精度调整装置 ，属于光栅拼接的调整装置技术领域。

背景技术

高精度大口径光栅是激光核聚变、天文物理学以及各种光谱仪器必不可少的元件。近年来，随着高能激光脉冲等相关领域的快速发展，对其面积要求已达到了米量级甚至更大，采用多块光栅进行拼接是获取大口径光栅的有效方法。高能短脉冲激光装置是实现惯性约束聚变快点火的必要工具，该装置内部为真空条件，需要多组拼接好的光栅组，各光栅组需要调整其相对位置来实现高能短脉冲，因此，需要能够实现其相对位置关系精确调整的一种装置。该装置同时需要调整四个自由度，并且具有很高的刚度和定位精度，总体稳定性要好。

高精度调整装置涉及精密机械设计、微进给及自动控制等多个学科，是国防、航空和航天领域中十分重要的关键技术。目前国内外关于拼接光栅姿态调整装置的研究还比较少，发明人前期曾经申请过发明专利（专利号为ZL201110080207.0，授权公告日为2012年5月30日。授权公告号为CN102156340）。该装置采用滚动导轨作为支撑，在驱动部分采用弹簧分离式，整体的稳定性、刚度以及驱动刚度都受到影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的光栅姿态调整装置驱动刚度低、系统刚度低和整体稳定性差的问题。进而提供一种用于光栅拼接的整体四维高精度调整装置 。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于光栅拼接的整体四维高精度调整装置，包括偏摆调整组件、俯仰面内组件和平动驱动组件；所述偏摆调整组件包括偏摆调整底板、偏摆调整托板、偏摆旋转轴、角接触背对背轴承一、偏摆轴承压环、偏摆轴承端盖、偏摆电机托框、偏摆驱动弯板、辅助支承组件、偏摆微驱动组件和偏摆锁紧板，所述角接触背对背轴承一装于偏摆调整底板的轴承孔之内，并通过偏摆轴承端盖压住轴承外环，偏摆轴承端盖通过螺钉与偏摆调整底板固连，偏摆调整托板上设有轴孔，与偏摆旋转轴一端配合安装，偏摆旋转轴另一端与角接触背对背轴承内环配合安装，并通过偏摆轴承压环固定，以实现偏摆调整底板和偏摆调整托板之间的相对旋转；偏摆微驱动组件的一侧通过偏摆电机托框与偏摆调整底板的一侧固接，偏摆微驱动组件的另一侧通过偏摆驱动弯板与偏摆调整托板固接，辅助支承组件设置在偏摆调整底板上，偏摆锁紧板设置在偏摆调整底板的另一侧上；

所述俯仰面内组件包括外框组件、中框组件、偏摆托框、旋转轴一、旋转轴二、旋转轴三、旋转轴四、轴承压环一、轴承压环二、轴承压环三、轴承压环四、轴承端盖一、轴承端盖二、轴承端盖三、轴承端盖四、俯仰角接触背对背轴承、面内角接触背对背轴承、俯仰角接触面对面轴承、面内角接触面对面轴承、整体电机托板、面内驱动弯板、俯仰驱动弯板、俯仰面内微驱动器组件一和俯仰面内微驱动器组件二，外框组件包括外框左、外框右、外框前和外框后，四部分通过螺钉固接组成长方形外框组件；中框组件包括中框左、中框右、中框前和中框后，四部分通过螺钉固接组成长方形中框组件；外框左和外框右上开有轴承孔，俯仰角接触面对面轴承装于外框右的轴承孔之内，并通过轴承端盖一压住轴承外环，轴承端盖一通过螺钉与外框右固连，中框右上设有轴孔，与旋转轴一的一端配合安装，旋转轴一另一端与俯仰角接触面对面轴承内环配合安装，并通过轴承压环一固定，俯仰角接触背对背轴承装于外框左的轴承孔之内，轴承端盖二通过螺钉与外框左固联。中框左上设有轴孔，与旋转轴二的一端配合安装，旋转轴二的另一端与俯仰角接触背对背轴承内环配合安装，并通过轴承压环二固定；中框前和中框后上均开有轴承孔，面内角接触背对背轴承装于中框前的轴承孔之内，并通过轴承端盖四压住轴承外环，轴承端盖四通过螺钉与中框前固连；偏摆托框前表面上设有轴孔，旋转轴四的一端配合安装在偏摆托框前表面轴孔内，旋转轴四另一端与面内角接触背对背轴承内环配合安装，并通过轴承压环四固定，面内角接触面对面轴承装于中框后的轴承孔之内，轴承端盖三通过螺钉与中框后固连；偏摆托框后表面上设有轴孔，旋转轴三的一端配合安装在偏摆托框后表面轴孔内，旋转轴三的另一端与面内角接触面对面轴承的内环配合安装，并通过轴承压环三固定，形成了十字交叉结构，实现绕两个轴的旋转，俯仰面内微驱动器组件一和俯仰面内微驱动器组件二结构相同，俯仰面内微驱动器组件一与外框后固接，俯仰面内微驱动器组件一的俯仰面内推板通过俯仰驱动弯板与中框后固接，驱动中框组件相对外框组件绕轴转动；俯仰面内微驱动器组件二通过整体电机托板与中框左固接，俯仰面内微驱动器组件二的俯仰面内推板通过面内驱动弯板与偏摆托框固接，驱动偏摆托框相对中框组件绕轴转动；