CN117727548B

CN117727548B - 一种共用腔体fltd组件移动支撑用调节器

Info

Publication number: CN117727548B
Application number: CN202410121476.4A
Authority: CN
Inventors: 黄吉; 邱爱慈; 司国强; 孙凤举; 李鹏辉; 苏怀成
Original assignee: Zero Eight One Electronic Group Sichuan Liyuan Electronic Co ltd; Xian Jiaotong University
Current assignee: Zero Eight One Electronic Group Sichuan Liyuan Electronic Co ltd; Xian Jiaotong University
Priority date: 2024-01-30
Filing date: 2024-01-30
Publication date: 2024-04-26
Anticipated expiration: 2044-01-30
Also published as: CN117727548A

Abstract

本发明涉及脉冲功率驱动源技术领域，提供一种共用腔体FLTD组件移动支撑用调节器，对称设置有4套，每套调节器包括：基准板；一对倾斜且对称设置的连杆，其上端分别与基准板两端铰接；一对上支座，其分别与连杆下端铰接；一对下支座，其分别与上支座相连接；一对滚轮，其分别与下支座转动连接；其中，一对上支座之间转动连接有管状螺母，基准板、一对连杆、一对上支座及管状螺母围成等腰梯形；旋转管状螺母，可以调节一对上支座之间的距离和等腰梯形的高度。本发明通过4套调节器，能够实现共用腔体FLTD组件六个自由度的调节，进而实现多个共用腔体FLTD组件的灵活移动与高精度同轴装配，便于多个共用腔体FLTD组件串联安装组成单路太瓦级FLTD脉冲源。

Description

一种共用腔体FLTD组件移动支撑用调节器

技术领域

本发明涉及脉冲功率驱动源技术领域，具体涉及一种共用腔体FLTD组件移动支撑用调节器。

背景技术

快脉冲直线型变压器驱动源（FLTD）被认为是下一代输出峰值功率数百太瓦、峰值电流数十兆安的Z箍缩驱动源最有前景的技术路线，一般采用数十路电流1MA的FLTD并联、每路数十级串联。基于FLTD技术，国内外提出了多个输出电流数十兆安的Z箍缩驱动源概念设计方案，如美国圣地亚国家实验室（SNL）Z-300、Z-800、国内中物院50MA装置、西北核技术研究所和西安交通大学提出的30MA装置等，但到目前为止，国内外还没有建成一台多路并联，输出功率数TW、电流数MA的FLTD装置。目前，常规FLTD每级为独立腔体拓扑结构，一般需引入4～5路前沿约20ns幅值达120kV触发脉冲和1组±100kV高压充电电缆实现单级模块的充电与同步触发放电，模块充电电缆、触发脉冲、供气等不能共用，FLTD感应腔内部件出现故障后难以诊断维修。大型FLTD脉冲源充电与触发电缆数目庞大，并且要穿过每级模块接地腔体，导致装置可靠性低，维护难度大，制约了FLTD技术的推广应用。

针对上述瓶颈问题，现有专利CN115050560A公开了一种多级串联共用腔体的FLTD模块结构及其触发方法，可显著减少FLTD脉冲源所需引入触发脉冲数目及触发系统规模，提高大型FLTD驱动源可维护性。为了共享充电电缆、触发脉冲与供气气路，降低充电与触发电缆引入数量，数十级串联单路FLTD可分为多个共用腔体FLTD组件串联，每个组件由数级（一般4～6级）串联；为实现多个FLTD组件之间串联同轴连接，要求各个组件在导轨上移动灵活，共用腔体FLTD组件的高度、角度和同轴度可以三维调节。因此，如何实现多个共用腔体FLTD组件之间串联时的灵活移动与高精度同轴装配变得至关重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种共用腔体FLTD组件移动支撑用调节器，以解决数级串联共用腔体FLTD组件的三维调节支撑难题，实现单路太瓦级FLTD脉冲源的多个共用腔体FLTD组件串联的高精度同轴装配。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种共用腔体FLTD组件移动支撑用调节器，对称设置有4套，每套所述的调节器包括：

基准板；

一对倾斜且对称设置的连杆，其上端分别与所述基准板两端铰接；

一对上支座，其分别与所述连杆下端铰接；

一对下支座，其分别与所述上支座相连接；及

一对滚轮，其分别与所述下支座转动连接；

其中，一对所述的上支座之间转动连接有管状螺母，所述基准板、一对连杆、一对上支座及管状螺母围成等腰梯形；旋转所述管状螺母，可以调节一对上支座之间的距离和所述等腰梯形的高度。

在本申请公开的一个实施例中，所述连杆两端各设有销轴，所述销轴分别与所述基准板、上支座顶面设置的一对支耳转动连接；

一对上支座相对的侧面上分别固定设有螺纹旋向相反的第一螺柱及第二螺柱，所述第一螺柱、第二螺柱分别与所述管状螺母螺纹连接。

在本申请公开的一个实施例中，每一所述的下支座顶面设有芯轴；

所述芯轴通过第一轴承与所述上支座转动连接。

在本申请公开的一个实施例中，所述芯轴中空，其内部安装有可自由转动的螺钉；

所述上支座与延伸出所述芯轴的螺钉上端螺纹连接。

在本申请公开的一个实施例中，每一所述的下支座横截面呈倒凵字结构；

所述滚轮设于所述倒凵字结构中，其转轴水平布置；

所述转轴两端分别通过第二轴承与所述下支座转动连接。

在本申请公开的一个实施例中，所述第一轴承为圆锥滚子轴承；

所述第二轴承为调心滚子轴承；

所述管状螺母为六角接头螺母。

在本申请公开的一个实施例中，所述共用腔体FLTD组件包括外侧壁上对称设有一对支板的外筒；

每2套上述的调节器按一字排列的形式间隔连接于一支板底部，以通过所述滚轮将所述外筒支撑于一对平行布置的导轨之上。

在本申请公开的一个实施例中，所述滚轮的圆周面上开设有环形凹槽；

所述滚轮通过所述环形凹槽担在所述导轨上与其滚动配合；

所述环形凹槽与所述导轨之间预留有间隙。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过每个共用腔体FLTD组件外筒外侧壁上配置的4套调节器，共用腔体FLTD组件的载荷能够均匀分布并在导轨上灵活移动和自适应偏航调节，使得多个共用腔体FLTD组件串联同轴装配后的精度可达毫米级（偏差＜2mm），解决了单路太瓦级FLTD脉冲源每一个共用腔体FLTD组件的横置支撑以及多个共用腔体FLTD组件串联的高精度同轴装配难题，为输出峰值功率数太瓦的单路FLTD脉冲源的调试、高效运维奠定了基础，对建设基于FLTD技术的大科学装置及同类脉冲装置具有重要应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的主视结构示意图；

图3为本发明的主剖结构示意图；

图4为图2中A-A向剖视结构示意图；

图5为共用腔体FLTD组件的立体结构示意图；

图6为共用腔体FLTD组件与导轨的侧视结构示意图；

图7为共用腔体FLTD组件与导轨的俯视结构示意图；

图8为本发明上下升降极限状态的结构示意图；

图9为本发明左偏移状态的结构示意图；

图10为本发明右偏移状态的结构示意图；

图11为共用腔体FLTD组件绕X轴旋转（U向旋转）的结构示意图；

图12为共用腔体FLTD组件绕Y轴旋转（V向旋转）的结构示意图（图中未示出共用腔体FLTD组件）；

图13为共用腔体FLTD组件绕Z轴旋转（W向旋转）的结构示意图。

附图标记说明如下：

100、调节器，110、基准板，120、连杆，121、销轴，130、上支座，131、第一螺柱，132、第二螺柱，133、支耳，140、下支座，141、芯轴，142、第一轴承，143、螺钉，150、滚轮，151、转轴，152、第二轴承，153、端盖，154、挡位螺母，155、环形凹槽，160、管状螺母；

200、外筒，210、支板；

300、导轨。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

参见图1～图13所示，本发明提供了一种共用腔体FLTD组件移动支撑用调节器，对称设置有4套，每套调节器100包括：

基准板110；

一对倾斜且对称设置的连杆120，其上端分别与基准板110两端铰接；

一对上支座130，其分别与连杆120下端铰接；

一对下支座140，其分别与上支座130相连接；及

一对滚轮150，其分别与下支座140转动连接；

其中，一对上支座130之间转动连接有管状螺母160，基准板110、一对连杆120、一对上支座130及管状螺母160围成等腰梯形；旋转管状螺母160，可以调节一对上支座130之间的距离和等腰梯形的高度。

具体地，连杆120两端各设有销轴121，销轴121分别与基准板110、上支座130顶面设置的一对支耳133转动连接；一对上支座130相对的侧面上分别固定设有螺纹旋向相反的第一螺柱131及第二螺柱132，第一螺柱131、第二螺柱132分别与管状螺母160螺纹连接。基准板110相当于等腰梯形的上底，连杆120相当于等腰梯形的腰、起支撑和随动作用，第一螺柱131、第二螺柱132及管状螺母160相当于等腰梯形长度可调的下底。管状螺母160正反旋转时，第一螺柱131和第二螺柱132同时伸出或缩进管状螺母160，从而推开或拉拢一对上支座130，连杆120随动改变等腰梯形的高度，使得基准板110下降或上升，实现调节基准板110位置的目的。

在本实施例中，管状螺母160为六角接头螺母。

每一下支座140顶面设有芯轴141，芯轴141通过第一轴承142与上支座130转动连接。具体地，上支座130底面设有沉孔，芯轴141与嵌装于沉孔的第一轴承142内圈过盈配合。通过设置的第一轴承142，滚轮150除自转外还可以绕上支座130转动，实现偏摆角度调节。

在本实施例中，第一轴承142为圆锥滚子轴承。

为了防止下支座140与上支座130发生脱离，芯轴141中空、其内部安装有可自由转动的螺钉143，上支座130与延伸出芯轴141的螺钉143上端螺纹连接。

每一下支座140横截面呈倒“凵”字结构，滚轮150设于倒“凵”字结构中、其转轴151水平布置，转轴151两端分别通过第二轴承152与下支座140转动连接。具体地，倒“凵”字结构的两侧下部均开设有通孔，第二轴承152安装于通孔内、并由与下支座140螺栓连接的端盖153盖合住以防止外界灰尘进入第二轴承152造成磨损而降低其使用寿命，转轴151两端分别与第二轴承152内圈过盈配合且穿过端盖153后螺纹连接有挡位螺母154。

在本实施例中，第二轴承152为调心滚子轴承。

参见图5～图13所示，所述共用腔体FLTD组件包括外侧壁上对称设有一对支板210的外筒200；每2套上述的调节器100按一字排列的形式间隔连接于一支板210底部，以通过滚轮150将外筒200支撑于一对平行布置的导轨300之上。

具体地，每套调节器100的基准板110与支板210通过螺栓固定连接，使得基准板110顶面与支板210底面紧密贴合，同时保持滚轮150的轴线与外筒200的轴线垂直；一对导轨300固定于地面；参见图6和图7所示，将导轨300的长度方向定义为X轴、外筒200的高度方向定义为Y轴、与导轨300垂直的水平方向定义为Z轴。

外筒200内部有四级串联FLTD组件，其总重约12吨。通过上述的等腰梯形，共用腔体FLTD组件的载荷能够均匀分布在4套调节器100的8个滚轮150上（即共用腔体FLTD组件的承载力作用在调节器100的质心上），8个滚轮150通过第一轴承142（圆锥滚子轴承）独立和导轨300自适应跟随而实现可靠接触，完成沿导轨X方向（详见图6所示）的灵活移动而实现多个共用腔体FLTD组件的串联。

旋转管状螺母160，可以改变等腰梯形的下底长度，从而调节基准板110的高度，实现共用腔体FLTD组件的上下升降，即Y方向（详见图6和图8所示）的调节，调节范围为20mm，亦即等腰梯形（调节器100）高度的调节范围。

为了避免滚轮150与导轨300发生脱轨，滚轮150的圆周面上开设有环形凹槽155，滚轮150通过环形凹槽155担在导轨300上与其滚动配合，环形凹槽155与导轨300之间预留有间隙，即环形凹槽155的宽度比导轨300顶面的宽度略大（2mm左右）。通过设置的环形凹槽155，可以提高滚轮150在导轨300上滚动过程中的安全性，同时滚轮150可向两根导轨300的任意一侧边移动，实现共用腔体FLTD组件沿导轨300垂直方向——Z方向（详见图7、图9和图10所示）的微量调整，调整量为环形凹槽155和导轨300之间的预留间隙。

参见图11所示，通过调节外筒200轴线左右两侧调节器100的高度，可以实现共用腔体FLTD组件绕X轴的旋转（U向旋转），即M_X的调节；参见图12所示，共用腔体FLTD组件通过8个滚轮150绕Y轴的独立旋转（V向旋转）即沿导轨300偏摆夹角V，可以微量调整外筒200同心度沿X向的偏移量，即M_Y的调节；参见图13所示，通过调节外筒200在X轴上前后两侧调节器100的高度，可以实现共用腔体FLTD组件绕Z轴的旋转（W向旋转）而实现俯仰角调节，即M_Z的调节。即是说，通过4套调节器100，能够实现共用腔体FLTD组件外筒200六个自由度的调节，进而实现多个共用腔体FLTD组件的灵活移动与高精度同轴装配，便于多个共用腔体FLTD组件串联安装组成单路太瓦级FLTD脉冲源。

在本实施例中，单路太瓦级FLTD脉冲源共有7个共用腔体FLTD组件串联。

综上所述，通过每个共用腔体FLTD组件外筒200外侧壁上配置的4套调节器100，共用腔体FLTD组件的载荷能够均匀分布并在导轨上灵活移动和自适应偏航调节，使得多个共用腔体FLTD组件串联同轴装配后的精度可达毫米级（偏差＜2mm），解决了单路太瓦级FLTD脉冲源每一个共用腔体FLTD组件的支撑以及多个共用腔体FLTD组件串联的高精度同轴装配难题，为输出峰值功率数太瓦的单路FLTD脉冲源的调试、高效运维奠定了基础，对建设基于FLTD技术的大科学装置及同类脉冲装置具有重要应用价值。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims

1.一种共用腔体FLTD组件移动支撑用调节器，对称设置有4套，其特征在于，每套所述的调节器包括：

基准板；

一对上支座，其分别与所述连杆下端铰接；

一对下支座，其分别与所述上支座相连接；及

一对滚轮，其分别与所述下支座转动连接；

其中，一对所述的上支座之间转动连接有管状螺母，所述基准板、一对连杆、一对上支座及管状螺母围成等腰梯形；旋转所述管状螺母，可以调节一对上支座之间的距离和所述等腰梯形的高度；

所述连杆两端各设有销轴，所述销轴分别与所述基准板、上支座顶面设置的一对支耳转动连接，一对上支座相对的侧面上分别固定设有螺纹旋向相反的第一螺柱及第二螺柱，所述第一螺柱、第二螺柱分别与所述管状螺母螺纹连接；

每一所述的下支座顶面设有芯轴，所述芯轴通过第一轴承与所述上支座转动连接；

所述芯轴中空、其内部安装有可自由转动的螺钉，所述上支座与延伸出所述芯轴的螺钉上端螺纹连接；

每一所述的下支座横截面呈倒凵字结构，所述滚轮设于所述倒凵字结构中、其转轴水平布置，所述转轴两端分别通过第二轴承与所述下支座转动连接。

2.根据权利要求1所述的共用腔体FLTD组件移动支撑用调节器，其特征在于：

所述第一轴承为圆锥滚子轴承；

所述第二轴承为调心滚子轴承；

所述管状螺母为六角接头螺母。

3.根据权利要求1或2所述的共用腔体FLTD组件移动支撑用调节器，其特征在于：

所述共用腔体FLTD组件包括外侧壁上对称设有一对支板的外筒；

4.根据权利要求3所述的共用腔体FLTD组件移动支撑用调节器，其特征在于：

所述滚轮的圆周面上开设有环形凹槽；

所述滚轮通过所述环形凹槽担在所述导轨上与其滚动配合；

所述环形凹槽与所述导轨之间预留有间隙。