CN105546043A - 蜗轮蜗杆位移执行器 - Google Patents

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刘志刚
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朱政豪
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    • F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
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Abstract

一种蜗轮蜗杆位移执行器，包括主装置、位移执行装置、波纹管装置，主装置包括箱体、支撑杆、蜗轮蜗杆装置，位移执行装置包括传动滚珠丝杠、丝杠螺母、螺母顶杆、钢球，波纹管装置包括波纹管、波纹管法兰、螺钉甲，螺钉乙。本发明不仅可以通过位移执行装置确保对激光装置定位的高精度，同时通过波纹管装置封闭保护运动构件，使得运动副产生的污染不会泄露散溢到光学元器件上，从而保证了光学元器件的洁净度，提高了整个装置的负载能力。

Description

蜗轮蜗杆位移执行器
技术领域
本发明涉及高功率激光装置，特别是蜗轮蜗杆位移执行器。
背景技术
高功率激光装置是为惯性约束聚变和高能物理研究提供极高温度和压力条件的激光装置，其中微小位移执行器用来确保激光装置的定位和角度调整。随着激光惯性约束核聚变研究的不断深入，需要确保装置精确的定位和角度调整，同时对调整位移执行器的洁净度提出较高要求。
目前现有的位移执行器多为蜗轮蜗杆结构，即通过电机带动蜗轮蜗杆啮合传动从而输出一定的可调位移，但调整定位精度一般，无法满足越来越深入的研究需求，精度升级十分有必要，另外位移执行器的运动副中的润滑油产生的有机污染是整个激光装置中的重要的污染来源，沉积或者粘附在光学元器件表面的污染物散落在高能激光通过元器件表面时，不但可能降低光束质量，严重时可诱发元器件的损伤，降低元器件的使用寿命，因此严格的洁净控制是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供蜗轮蜗杆位移执行器，该位移执行器不仅可以通过位移执行装置确保对激光装置定位调整的高精度，同时通过波纹管装置封闭保护运动构件，使得运动副产生的污染不会泄露散溢到光学元器件上，从而保证了光学元器件的洁净度，提高了整个装置的负载能力。
本发明的技术解决方案如下：
一种蜗轮蜗杆位移执行器，其特点在于，包括主装置、位移执行装置和波纹管装置，
所述的主装置包括箱体、支撑杆和蜗轮蜗杆装置；所述的支撑杆上端开有水平方向通孔，且固定在所述的箱体的内底上；所述的蜗轮蜗杆装置为常用的蜗轮蜗杆装置，外接电机可输出动力；
所述的位移执行装置包括传动滚珠丝杠、丝杠螺母、螺母顶杆和钢球；所述的传动滚珠丝杠为一根阶梯轴，该传动滚珠丝杠的前段与所述的蜗轮蜗杆装置配合连接，传动滚珠丝杠的中段穿过所述的支撑杆的通孔和所述的箱体并由所述的支撑杆支撑，所述的传动滚珠丝杠的末段表面具有高精度螺纹；所述的丝杠螺母旋设在所述的传动滚珠丝杠的高精度螺纹上形成螺母运动副，所述的螺母顶杆为一筒状双凹槽构件，该螺母顶杆的前端凹槽深度大于后端凹槽深度，所述的螺母顶杆前端凹槽套设在所述的传动滚珠丝杆末端的高精度螺纹和所述的丝杠螺母外；所述的丝杠螺母与所述的螺母顶杆的前端凹槽形成过盈配合；所述的钢球镶嵌在所述螺母顶杆的后端凹槽内；
所述的波纹管装置包括波纹管、波纹管法兰、螺钉甲和螺钉乙，所述的波纹管为金属波纹管，所述的波纹管与所述的波纹管法兰构成一体结构，所述的波纹管的小径小于所述的波纹管法兰直径但大于所述的螺母顶杆的前端凹槽的外径；所述的波纹管法兰直径等于所述的螺母顶杆的末端面的直径，所述的波纹管法兰通过螺钉甲与所述的箱体的侧面固定连接，所述的波纹管法兰通过螺钉乙与所述的螺母顶杆的末端面固定连接。
本发明的优点在于：
本发明蜗轮蜗杆位移执行器，不仅可以通过位移执行装置确保对激光装置定位高精度，同时通过波纹管装置封闭保护运动构件，使得运动副产生的污染不会泄露散溢到光学元器件上，从而保证了光学元器件的洁净度，提高了整个装置的负载能力。
附图说明
图1为本发明蜗轮蜗杆位移执行器的立体示意图
图2为本发明蜗轮蜗杆位移执行器的剖视图
图中：1为主装置，2为位移执行装置，3为波纹管装置，11为箱体，12为支撑杆，13为蜗轮蜗杆装置，21为传动滚珠丝杠，22为丝杠螺母，23为螺母顶杆，24为钢球，31为波纹管，32为波纹管法兰，33为螺钉甲，34为螺钉乙
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作详细说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
先请参阅图1、图2，图1为本发明蜗轮蜗杆位移执行器的立体示意图，图2为本发明蜗轮蜗杆位移执行器的正面剖视图。由图可见，本发明蜗轮蜗杆位移执行器，包括主装置1、位移执行装置2和波纹管装置3，
所述的主装置1包括箱体11、支撑杆12和蜗轮蜗杆装置13；所述的支撑杆12上端开有水平方向通孔，且固定在所述的箱体11的内底上；所述的蜗轮蜗杆装置13为常用的蜗轮蜗杆装置，外接电机可输出动力；
所述的位移执行装置2包括传动滚珠丝杠21、丝杠螺母22、螺母顶杆23和钢球24；所述的传动滚珠丝杠21为一根阶梯轴，该传动滚珠丝杠21的前段与所述的蜗轮蜗杆装置13配合连接，传动滚珠丝杠21的中段穿过所述的支撑杆12的通孔和所述的箱体11并由所述的支撑杆12支撑，所述的传动滚珠丝杠21的末段表面具有高精度螺纹；所述的丝杠螺母22旋设在所述的传动滚珠丝杠21的高精度螺纹上形成螺母运动副，所述的螺母顶杆23为一筒状双凹槽构件，该螺母顶杆23的前端凹槽深度大于后端凹槽深度，所述的螺母顶杆23前端凹槽套设在所述的传动滚珠丝杆21末端的高精度螺纹和所述的丝杠螺母22外；所述的丝杠螺母22与所述的螺母顶杆23的前端凹槽形成过盈配合；所述的钢球24镶嵌在所述螺母顶杆23的后端凹槽内；
所述的波纹管装置3包括波纹管31、波纹管法兰32、螺钉甲33和螺钉乙34，所述的波纹管31为金属波纹管，所述的波纹管31与所述的波纹管法兰32构成一体结构，所述的波纹管31的小径小于所述的波纹管法兰32直径但大于所述的螺母顶杆23的前端凹槽的外径；所述的波纹管法兰32直径等于所述的螺母顶杆23的末端面的直径，所述的波纹管法兰32通过螺钉甲33与所述的箱体11的侧面固定连接，所述的波纹管法兰32通过螺钉乙34与所述的螺母顶杆23的末端面固定连接。
在高功率激光装置涉及定位和角度调整时，可直接使用本发明装置，外接电机带动蜗轮蜗杆装置13，与蜗轮蜗杆装置13配合连接的传动滚珠丝杠21获得动力从而轴向旋转，进而通过丝杠螺母22与传动滚珠丝杠21配合形成的高精度螺母运动副将回转运动转化为直线运动，从而使得与丝杠螺母22接触作用的螺母顶杆23产生直线位移，镶嵌于螺母顶杆23后端凹槽内的钢球24便可以作用于目标装置进行高精度的角度或者位移调整。连接箱体11和螺母顶杆23的波纹管装置3在轴向的延展性可确保位移的调整，同时封闭保护运动构件，使得运动副产生的污染不会泄露散溢到光学元器件上，从而保证了光学元器件的洁净度，提高了整个装置的负载能力。

Claims (1)

1.一种蜗轮蜗杆位移执行器，其特征在于，包括主装置(1)、位移执行装置(2)和波纹管装置(3)，
所述的主装置(1)包括箱体(11)、支撑杆(12)和蜗轮蜗杆装置(13)；所述的支撑杆(12)上端开有水平方向通孔，且固定在所述的箱体(11)的内底上；所述的蜗轮蜗杆装置(13)为常用的蜗轮蜗杆装置，外接电机可输出动力；
所述的位移执行装置(2)包括传动滚珠丝杠(21)、丝杠螺母(22)、螺母顶杆(23)和钢球(24)；所述的传动滚珠丝杠(21)为一根阶梯轴，该传动滚珠丝杠(21)的前段与所述的蜗轮蜗杆装置(13)配合连接，传动滚珠丝杠(21)的中段穿过所述的支撑杆(12)的通孔和所述的箱体(11)并由所述的支撑杆(12)支撑，所述的传动滚珠丝杠(21)的末段表面具有高精度螺纹；所述的丝杠螺母(22)旋设在所述的传动滚珠丝杠(21)的高精度螺纹上形成螺母运动副，所述的螺母顶杆(23)为一筒状双凹槽构件，该螺母顶杆(23)的前端凹槽深度大于后端凹槽深度，所述的螺母顶杆(23)前端凹槽套设在所述的传动滚珠丝杆(21)末端的高精度螺纹和所述的丝杠螺母(22)外；所述的丝杠螺母(22)与所述的螺母顶杆(23)的前端凹槽形成过盈配合；所述的钢球(24)镶嵌在所述螺母顶杆(23)的后端凹槽内；
所述的波纹管装置(3)包括波纹管(31)、波纹管法兰(32)、螺钉甲(33)和螺钉乙(34)，所述的波纹管(31)为金属波纹管，所述的波纹管(31)与所述的波纹管法兰(32)构成一体结构，所述的波纹管(31)的小径小于所述的波纹管法兰(32)直径但大于所述的螺母顶杆(23)的前端凹槽的外径；所述的波纹管法兰(32)直径等于所述的螺母顶杆(23)的末端面的直径，所述的波纹管法兰(32)通过螺钉甲(33)与所述的箱体(11)的侧面固定连接，所述的波纹管法兰(32)通过螺钉乙(34)与所述的螺母顶杆(23)的末端面固定连接。
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