[发明专利]一种大口径光学元件的气囊均布载荷面型调整系统

说明书

本发明公开了一种大口径光学元件的气囊均布载荷面型调整系统，该系统包括承载架、气囊模块、压力架、进气阀、排气阀、光学元件和中间架；所述光学元件位于承载架内部，承载架的口部依次安装中间架和压力架，中间架和压力架组合形成密闭的气道，所述气囊模块连接在中间架上并与气道相通，气囊模块与光学元件的表面相接触，气囊模块在光学元件的表面进行均匀布置，气囊模块内的气压通过进气阀和排气阀以及外围的气动辅助系统来实现可连续的调节，每个气囊模块与光学元件接触面积一定的情况下，通过调节气囊模块内部的气压就可以实现气囊模块对光学元件支撑力的连续可控调节。本发明采用简单易行的结构以具有较高柔性的气囊作为光学元件的支撑点，实现对大口径光学元件面型的优化控制。

技术领域

本发明涉及一种大口径光学元件的气囊均布载荷面型调整系统，属于机械设计及力学分析技术领域。

背景技术

激光技术的飞速发展为我国的航空、航天、船舶、军事、医疗以及国民经济各个领域带来了突飞猛进的进步。作为其核心技术，激光器的制造是牵制这一技术领域发展的关键因素。在激光器制造过程中，光学元件的高精度制造和装配技术是影响其输出光束质量的重要技术，这一点在对于有高功率需求的情况下需采用大口径光学元件的激光系统体现的尤为明显。因为光学元件的口径越大，其通光口径内没有支撑的面积就越大，因而对其进行支撑的力和力矩也就越大，进而由于重力或其它外界装配因素所造成的面型损伤就越大。为了避免常规的光学元件夹持方式对其造成的局部应力集中等现象发生，就需要摒弃传统的机械硬接触式的夹持方式，采用自带柔性承载的设计理念来进行光学元件的均匀夹持方案设计。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种大口径光学元件的气囊均布载荷面型调整系统，系统采用简单易行的结构以具有较高柔性的气囊作为光学元件的支撑点，实现对大口径光学元件面型的优化控制。

一种大口径光学元件的气囊均布载荷面型调整系统，该系统包括承载架、气囊模块、压力架、进气阀、排气阀、光学元件和中间架；所述光学元件位于承载架内部，承载架的口部依次安装中间架和压力架，中间架和压力架组合形成密闭的气道，所述气囊模块连接在中间架上并与气道相通，气囊模块与光学元件的表面相接触，气囊模块在光学元件的表面进行均匀布置，气囊模块内的气压通过进气阀和排气阀以及外围的气动辅助系统来实现可连续的调节，每个气囊模块与光学元件接触面积一定的情况下，通过调节气囊模块内部的气压就可以实现气囊模块对光学元件支撑力的连续可控调节。

进一步地，所述气囊模块与光学元件之间采用卡扣结构来进行接触支撑，充分保障了气囊模块与所支撑的光学元件之间的接触面积恒定，从而把支撑力调节的唯一变量交给了气囊模块内部统一气压的大小。

进一步地，所述承载架为一个内部带凹槽的框体类零件，其凹槽表面呈等腰三角形的位置关系布局了三个精密凸台，其框体表面的四边共均与布局了八个中间架安装孔；所述光学元件为一个平板类零件，其较大的两个平面分别为A面和B面；所述压力架为一个带四处镂空的框体类零件，其框体表面布局了十个压力架连接孔、一个进气阀安装孔以及一个排气阀安装孔；还包括八个中间架安装螺钉、一个内密封胶圈以及一个外密封胶圈；所述内密封胶圈为一个截面为圆形的封闭式胶圈，其整体外形近似为一个U字形；所述外密封胶圈也是一个截面为圆形的封闭式胶圈，其整体外形为一个正方形。

进一步地，所述中间架的表面均匀布置了八个中间架连接台阶孔、在与所述压紧螺钉对应的位置布置了十个压力架安装孔，在于所述气囊模块对应的位置均匀布置了九个气囊模块通气孔，在每个所述气囊模块通气孔的四周均匀布置了四个气囊模块安装孔，在所述中间架的表面有一个与所述内密封胶圈对应的内密封胶圈安装孔，在所述中间架的表面有一个与所述外密封胶圈对应外密封胶圈安装孔，在所述内密封胶圈安装孔和所述外密封胶圈安装孔之间有一个通气道。