CN103021475B - 一种面向回转运动的顶拉式直线微驱动机构 - Google Patents

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Abstract

一种面向回转运动的顶拉式直线微驱动机构,它是惯性约束激光核聚变装置中光电控制系统使用的关键机构。本发明为了解决现有的惯性约束激光核聚变装置光电控制系统的频率转换过程中晶体最佳匹配角不易调整问题。本发明步进电机与轴承座连接，轴承座与固定框连接，丝杆通过联轴器与步进电机连接，第一滚动轴承的内圈由丝杆的轴肩定位、外圈由轴承座定位，第二滚动轴承的内圈由内挡圈定位、外圈由外挡圈定位，螺母与丝杆相连接，预紧弹簧设置在外挡圈与螺母之间，顶尖的球形端面与运动框相接触，支柱固定在运动框上，外弹簧固定在轴承座与支柱之间，多个盖板固定于轴承座上。本发明用于惯性约束激光核聚变装置中频率转换模块，实现晶体最佳匹配角调整。

Description

一种面向回转运动的顶拉式直线微驱动机构
技术领域
本发明涉及一种直线微驱动机构，具体涉及一种面向回转运动的顶拉式直线微驱动机构。
背景技术
在惯性约束激光核聚变装置中，为了实现对400mm以上大口径激光束传输方向的精确引导和激光束的频率转换，需要电动反射镜和频率转换装置，这些装置中要求光学晶体角度的调整精度高、调节范围大，这对于面向回转运动的微驱动机构提出了高精度、大行程要求。直线微驱动机构可以实现高精度、大行程的驱动控制要求，但现有的直线微驱动机构转换为回转运动时精度低，而柔性铰链驱动虽然精度高，但调节范围小，加工成本高；目前，还没有可以用于惯性约束激光核聚变装置中光学晶体角度调整的面向回转运动的直线微驱动机构。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种面向回转运动的顶拉式直线微驱动机构，以解决惯性约束激光核聚变装置光电控制系统的频率转换过程中晶体最佳匹配角不易调整问题，实现对大口径激光束的频率转换。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：一种面向回转运动的顶拉式直线微驱动机构，它包括步进电机、轴承座、固定框、联轴器、丝杆、第一滚动轴承、第二滚动轴承、内挡圈、外挡圈、预紧弹簧、螺母、顶尖、第一支柱、外弹簧、运动框、第二支柱和多个盖板，步进电机通过螺钉与轴承座连接，轴承座通过螺钉与固定框连接，丝杆通过联轴器与步进电机连接，丝杆由第一滚动轴承和第二滚动轴承提供支撑，第一滚动轴承的内圈由丝杆的轴肩定位、外圈由轴承座定位，第二滚动轴承的内圈由内挡圈定位、外圈由外挡圈定位，螺母通过螺纹与丝杆相连接，预紧弹簧放置在外挡圈与螺母之间，提供预紧力，顶尖通过螺纹连接固定在螺母上，顶尖的球形端面与运动框相接触，第一支柱和第二支柱并列固定在运动框上，外弹簧固定在轴承座与第一支柱和第二支柱之间，提供恒定的弹性力，多个盖板通过螺钉连接固定于轴承座上。
本发明与现有技术相比具有以下效果：本发明通过采用微驱动器带动镜片实现俯仰和偏摆的二维角度调整，实现对大口径激光束的传输方向进行精确引导和控制，完成对激光光束的准直引导和光束近场调整；在轴承座和运动框之间放置了弹簧，提供了恒定的弹性作用力。当顶尖前部球形端面顶拉运动框时，不会由于接触位置的变化，而改变摩擦力的大小，减小了回程误差。本发明还具有结构简单，安装、调试和维修操作方便，工作性能的可靠性和稳定性高的优点。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图，图2为本发明的剖视图。
具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的一种面向回转运动的顶拉式直线微驱动机构，它包括步进电机1、轴承座2、固定框3、联轴器4、丝杆5、第一滚动轴承6、第二滚动轴承7、内挡圈8、外挡圈9、预紧弹簧10、螺母11、顶尖12、第一支柱14、外弹簧15、运动框16、第二支柱17和多个盖板13，步进电机1通过螺钉与轴承座2连接，轴承座2通过螺钉与固定框3连接，丝杆5通过联轴器4与步进电机1连接，丝杆5由第一滚动轴承6和第二滚动轴承7提供支撑，第一滚动轴承6的内圈由丝杆5的轴肩定位、外圈由轴承座2定位，第二滚动轴承7的内圈由内挡圈8定位、外圈由外挡圈9定位，螺母11通过螺纹与丝杆5相连接，预紧弹簧10放置在外挡圈9与螺母11之间，提供预紧力，顶尖12通过螺纹连接固定在螺母11上，顶尖12的球形端面与运动框16相接触，第一支柱14和第二支柱17并列固定在运动框上，外弹簧15固定在轴承座2与第一支柱14和第二支柱17之间，提供恒定的弹性力，多个盖板13通过螺钉连接固定于轴承座2上。
本实施方式的顶拉式直线微驱动机构用于驱动镜片俯仰和偏摆二回转轴运动，实现镜片二维角度调整并具有自锁功能。步进电机驱动丝杆转动，丝杆带动螺母实现直线运动，通过与螺母连接的顶尖顶拉固定镜片的运动框，将直线运动转化为镜片的回转运动，由滑动丝杆/螺母副实现镜架的自锁功能。
本实施方式的面向回转运动的顶拉式直线微驱动机构的特点在于：在轴承座和运动框之间放置了弹簧，提供了恒定的弹性作用力，当顶尖前部球形端面顶拉运动框时，不会由于接触位置的变化，而改变摩擦力的大小，减小了回程误差。这种形式的微驱动结构具有极小的摩擦和回程误差，提高了精度稳定性，在不对电机驱动进行细分的情况下，就能满足频率转换模块调角分辨率的要求。

Claims (1)

1.一种面向回转运动的顶拉式直线微驱动机构，包括步进电机(1)、联轴器(4)、丝杆(5)；其特征在于：它还包括轴承座(2)、固定框(3)、第一滚动轴承(6)、第二滚动轴承(7)、内挡圈(8)、外挡圈(9)、预紧弹簧(10)、螺母(11)、顶尖(12)、第一支柱(14)、外弹簧(15)、运动框(16)、第二支柱(17)和多个盖板(13)，步进电机(1)通过螺钉与轴承座(2)连接，轴承座(2)通过螺钉与固定框(3)连接，丝杆(5)通过联轴器(4)与步进电机(1)连接，丝杆(5)由第一滚动轴承(6)和第二滚动轴承(7)提供支撑，第一滚动轴承(6)的内圈由丝杆(5)的轴肩定位、外圈由轴承座(2)定位，第二滚动轴承(7)的内圈由内挡圈(8)定位、外圈由外挡圈(9)定位，螺母(11)通过螺纹与丝杆(5)相连接，预紧弹簧(10)放置在外挡圈(9)与螺母(11)之间，提供预紧力，顶尖(12)通过螺纹连接固定在螺母(11)上，顶尖(12)的球形端面与运动框(16)相接触，第一支柱(14)和第二支柱(17)并列固定在运动框上，外弹簧(15)固定在轴承座(2)与第一支柱(14)和第二支柱(17)之间，提供恒定的弹性力，多个盖板(13)通过螺钉连接固定于轴承座(2)上。
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