[发明专利]一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置

权利要求书

1.一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置，包括支架、转接板、自转电机、公转电机、自转电机座、公转电机座、自转电机皮带轮、公转电机皮带轮、自转驱动轴、自转驱动轴上/下齿轮、自转驱动轴上/下气动旋转接头、公转驱动套筒、公转驱动套筒齿轮、公转驱动套筒轴承、自转驱动轴上/下轴承、伞齿轮、第一/二自转传递杆、第一/二自转传递杆轴承、第一/二自转传递杆齿轮、自转轴齿轮、自转轴左/右轴承、自转轴气动旋转接头、抛光轮、抛光轮挡板、气囊、公转箱体、公转箱体左/右侧护板、公转箱体左/右下护板;

上述组成部分的连接关系为：

自转电机固定在自转电机座上，自转电机座固定在支架上，支架固定在转接板上，公转电机固定在公转电机座上，公转电机座也固定在支架上，自转电机皮带轮与自转驱动轴的上齿轮连接，自转驱动轴通过轴承固定在公转驱动套筒中；公转电机皮带轮与公转驱动套筒齿轮通过皮带连接，公转驱动套筒通过公转驱动套筒轴承固定在支架上，公转驱动套筒下端通过螺钉与公转箱体固定在一起；气体从自转驱动轴的上旋转接头进入中空的自转驱动轴，传到自转驱动轴下气动旋转接头，其通过气管与自转轴气动旋转接头连接；自转驱动轴下齿轮与第一自转传递杆齿轮直接接触，第一自转传递杆下端的伞齿轮与第二自转传递杆的伞齿轮直接连接，第一自转传递杆通过轴承旋转固定在公转箱体上，第二自转传递杆通过轴承旋转安装在公转箱体的左侧护板上；第二自转传递杆的齿轮通过皮带与自转轴齿轮连接，自转轴两端通过轴承分别固定在公转箱体的左/右侧护板上；公转箱体左/右侧护板分别通过螺钉固定在公转箱体上；公转箱体左/右下护板分别通过螺钉固定在公转箱体上；抛光轮安装在自转轴上，气体通过中空的自转轴进入抛光轮的通气孔，进而进入气囊中；自转轴通过键槽带动抛光轮旋转，产生自转运动；公转箱体的转动带动抛光轮做公转运动，气囊随抛光轮做公自转运动，产生类高斯的去除函数，实现高收敛性的超精密光学表面加工；

本发明所述的一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置的工作过程如下：加工过程中，通过精密数控机床将该抛光装置移动到工件上待加工点的位置，通过控制该装置在Z方向的位置，使气囊与工件接触并下压一定的距离，开启气泵，气体通过自转驱动轴上气动旋转接头进入该装置，依次通过中空的自转驱动轴、自转驱动轴下气动旋转接头、气管、自转轴气动旋转接头、中空的自转轴、抛光轮的通气管道，最后进入气囊，对接触的光学表面施加稳定的压力；自转电机利用皮带和带轮的传递，依次带动自转驱动轴、第一/二自转传递杆、自转轴、抛光轮转动，最终由抛光轮带动气囊产生自转运动；公转电机通过皮带和带轮带动公转驱动套筒转动，公转驱动套筒带动公转箱体旋转，进而带动抛光轮和气囊做公转运动；气囊做公自转双自由度的运动，在接触面上产生类高斯状的去除函数，结合各种加工路径和驻留时间，对光学元件的表面进行确定性的加工。

2.根据权利要求1所述的一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置，其特征在于：所述的自转运动由自转电机产生，经过各级齿轮和皮带的传动，最终带动气囊绕自转轴旋转。

3.根据权利要求1所述的一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置，其特征在于：所述的公转运动由公转电机产生，带动公转驱动套筒旋转，公转驱动套筒带动抛光轮做公转运动。

4.根据权利要求1所述的一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置，其特征在于：所述的轮式气囊在光学元件表面做公自转运动，产生旋转对称的类高斯状去除函数。

5.根据权利要求1所述的一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置，其特征在于：所述的抛光工具为轮胎状的气囊，轮式气囊固定在抛光轮上，通过定量调节气囊的压缩量和气压来改变施加在抛光区域上的压力以及接触区域的大小。

6.根据权利要求1所述的一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置，其特征在于：所述的气体首先经过一个旋转接头进入该装置，并通过气管和旋转接头进入中空的自转轴，再经过抛光轮内的通气孔进入气囊，气囊内的压力连续可调。

7.根据权利要求1所述的一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置，其特征在于：所述的公转箱体左/右侧护板、公转箱体左/右下护板均与公转箱体通过螺钉连接，方便拆卸。

8.根据权利要求1所述的一种气压连续可调双自由度轮式气囊抛光装置，其特征在于：所述的轴、齿轮、套筒、轴承、支架都由高强度的材料制成。