【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于高精度柔性支撐，特別涉及一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)。
技術(shù)介紹
1、優(yōu)質(zhì)的光學(xué)成像離不開光學(xué)鏡面的高精度面形，在光學(xué)成像領(lǐng)域有多個因素影響著鏡面面形精度，如光學(xué)加工、光學(xué)鍍膜、環(huán)境溫度變化、光學(xué)支撐等，其中光學(xué)支撐是最難以精確控制的變量，光學(xué)支撐的好壞將直接影響鏡面的面形精度。光學(xué)支撐常采用柔性支撐的方式來補(bǔ)償支撐機(jī)械加工精度、機(jī)械裝配精度、光學(xué)裝調(diào)精度以及溫度變化等帶來的光學(xué)失調(diào)，避免剛性支撐對光學(xué)元件帶來的硬沖擊，同時(shí)柔性支撐還具有一定的緩沖吸振作用，大大的保護(hù)了脆性光學(xué)元件的耐沖擊性能。
2、光學(xué)鏡面的柔性支撐有多種形式，如雙腳架柔性支撐（bipod）、機(jī)械浮動支撐（whiffle?tree），杠桿重錘支撐、水銀帶支撐、柔性鋼帶側(cè)支撐等，針對柔性杠桿重錘支撐結(jié)構(gòu)來說，其主要由柔性連桿、重錘鉛塊、重錘連桿、旋轉(zhuǎn)銷軸、支撐座、連接球頭等組成，重錘自身的重量用于平衡光學(xué)元件的重力或一部分重力，柔性連桿主要用于卸載溫度變化時(shí)光學(xué)元件與機(jī)械金屬元件熱膨脹系數(shù)不匹配帶來的熱應(yīng)力，同時(shí)對加工及裝配誤差帶來的應(yīng)力也有一定的卸載作用。此種結(jié)構(gòu)正常的工作方向剛度很高，為提供支撐力的主要方向；另外，光學(xué)面形精度較高，為納米尺度的變化，因此對支撐力也比較敏感，對支撐力的精度也有較高的要求；但由帶有柔性結(jié)構(gòu)的重錘所提供的支撐力較難精確測量，在裝調(diào)階段支撐測力時(shí)，柔性連桿偏心、角度偏差等都會造成柔性連桿在非工作方向的彈性變形，從而導(dǎo)致測力不準(zhǔn)，使得在裝調(diào)階段很難將重錘所提供的支撐力與理論值相匹配。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，將機(jī)構(gòu)固定在高精度的標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)平臺上，通過多種定位的方式，找準(zhǔn)待測柔性杠桿重錘支撐組件的基準(zhǔn)，并依靠機(jī)構(gòu)自身剛度以及連接剛度，來精確測得重錘所提供的支撐力。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：
3、一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，包括：端面定位塊、u形定位塊、l形定位塊、第一安裝座、第二安裝座、平移塊、平移頂絲、傳感器安裝座、力傳感器、轉(zhuǎn)接塊、測力塊、第一固定板、第二固定板。
4、第一安裝座和第二安裝座均采用高剛度的直角梯形結(jié)構(gòu)，兩者相對間隔安裝，中心間隔區(qū)域用以安裝固定待測柔性杠桿重錘支撐組件、定位結(jié)構(gòu)（l形定位塊、端面定位塊、u形定位塊）、以及傳感器工裝（測力塊、轉(zhuǎn)接塊、力傳感器、傳感器安裝座）；
5、待測組件安裝于第二安裝座上；l形定位塊聯(lián)合安裝在第一安裝座上的端面定位塊、u形定位塊精確找準(zhǔn)待測組件的工作方向；測力塊、轉(zhuǎn)接塊、力傳感器、傳感器安裝座組成傳感器工裝并通過傳感器安裝座安裝在第一安裝座的豎直滑槽中，上下整體移動，通過力傳感器讀數(shù)找準(zhǔn)測力零點(diǎn)，最終再通過第一固定板和第二固定板連接固定第一安裝座和第二安裝座，提高測力機(jī)構(gòu)的整體連接剛度。
6、第二安裝座使用螺釘固定在高精度標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)平臺上，待測柔性杠桿重錘支撐組件通過支撐座固定連接在第二安裝座的安裝孔上，l形定位塊底面通過光學(xué)平臺與第一安裝座和第二安裝座底面找平，小角度旋轉(zhuǎn)待測柔性杠桿重錘支撐的支撐座，使得l形定位塊側(cè)面與重錘支撐座的側(cè)端面完全貼合，從而使得待測柔性杠桿重錘支撐組件的柔性連桿中心與第一安裝座豎直面（xz面）重合。
7、第一安裝座端面有滑槽可與端面定位塊間隙配合，通過螺釘將兩者固定連接，平移第一安裝座使得端面定位塊的端面與柔性連桿的端面輕微靠上，第一安裝座與光學(xué)平臺初步連接，螺釘預(yù)緊。
8、平移塊與光學(xué)平臺固連，平移塊兩側(cè)安裝有平移頂絲，平移頂絲與平移塊通過螺紋連接，頂絲端面與第一安裝座接觸，通過旋轉(zhuǎn)平移頂絲頂動第一安裝座向前平移，使得端面定位塊緊靠待測柔性杠桿重錘支撐組件的柔性連桿端面，兩個端面緊密貼合無縫隙，使用螺釘將第一安裝座固連在光學(xué)平臺上，此時(shí)待測柔性杠桿重錘支撐組件的柔性連桿中心與第一安裝座豎直端面（yz面）粗找平。
9、第一安裝座上的端面定位塊安裝水平滑槽一側(cè)為開放式結(jié)構(gòu)，第一安裝座固定之后，將端面定位塊從第一安裝座的水平滑槽中抽出；
10、傳感器工裝主要由高精度力傳感器、傳感器安裝座、轉(zhuǎn)接塊、測力塊組成，傳感器安裝在傳感器安裝座上，力傳感器下方依次安裝轉(zhuǎn)接塊與測力塊；
11、進(jìn)一步，傳感器工裝通過測力傳感器可以安裝在第一安裝座上的豎直滑槽中，使得傳感器工裝能夠上下移動，調(diào)整測力初始位置；
12、進(jìn)一步，測力塊為環(huán)形結(jié)構(gòu)，既可測拉力也可測壓力，將待測柔性杠桿重錘支撐組件安裝在第二安裝座的上側(cè)安裝孔中，并將傳感器工裝安裝在第一安裝座下方豎直滑槽中，該測力機(jī)構(gòu)即可兼容推拉力的測量；
13、進(jìn)一步，u形定位塊通過止口安裝在第一安裝座上，通過機(jī)械加工傳遞尺寸鏈保證u形定位塊的內(nèi)表面與第一安裝座底面垂直；
14、進(jìn)一步，調(diào)整待測柔性杠桿重錘支撐組件的重錘連桿（重錘鉛塊未裝），使得通過旋轉(zhuǎn)銷軸聯(lián)動的柔性連桿貼合u形定位塊內(nèi)表面，此時(shí)柔性連桿中心與第一安裝座豎直端面（yz面）精找平，找準(zhǔn)了柔性連桿的鉛錘方向，即工作方向；
15、進(jìn)一步，此時(shí)上下調(diào)整傳感器工裝，當(dāng)測力塊剛好接觸上待測重錘連接球頭時(shí)，并且高精度力傳感器讀數(shù)在0~0.1n范圍內(nèi)，從而確定測力零點(diǎn)，固定傳感器工裝，取下u形定位塊；
16、進(jìn)一步，連接機(jī)構(gòu)上方的第一固定板與第二固定板，提高機(jī)構(gòu)的連接剛度，此時(shí)完成測力機(jī)構(gòu)的安裝，此時(shí)測力機(jī)構(gòu)整體安裝到位；
17、進(jìn)一步，安裝重錘鉛塊，前后移動重錘鉛塊的位置，使得力傳感器測得的力與理論的力在±1n以內(nèi)，并緊固鉛塊鎖緊螺母，測力結(jié)束。
18、本專利技術(shù)的有益效果在于：
19、本專利技術(shù)的用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，使用多種定位方式來精準(zhǔn)確定柔性杠桿重錘支撐的工作方向；通過工裝自身剛度高、各零部件之間連接剛度高，進(jìn)一步減小了柔性支撐在非工作方向變形帶來的附加力矩，提高了測力精度，使得測力精度能夠達(dá)到±1n以內(nèi)。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括第一安裝座、第一固定板、第二安裝座、第二固定板、定位結(jié)構(gòu)、傳感器工裝；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一安裝座的矩形端面包括豎直滑槽和水平滑槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述定位結(jié)構(gòu)包括L形定位塊、端面定位塊、U形定位塊，其中，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一安裝座的矩形端面的水平滑槽側(cè)端為開放式結(jié)構(gòu)，定位塊定位完成后從水平滑槽中抽出；U形定位塊、L形定位塊為可拆卸式安裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述傳感器工裝包括測力塊、轉(zhuǎn)接塊、力傳感器、傳感器安裝座，所述力傳感器安裝在傳感器安裝座上，力傳感器下方依次安裝轉(zhuǎn)接塊與測力塊，測力塊能夠與待測柔性杠桿重錘支撐組件相接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，其特征在于，
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述測力機(jī)構(gòu)還包括平移塊、平移頂絲，所述平移塊與光學(xué)平臺固連，平移塊兩側(cè)安裝有平移頂絲，平移頂絲端面與第一安裝座接觸，通過旋轉(zhuǎn)平移頂絲驅(qū)動第一安裝座向前平移，使得端面定位塊緊靠待測柔性杠桿重錘支撐組件的柔性連桿端面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述測力機(jī)構(gòu)能夠兼容推拉力的測量、不同長度柔性連桿的支撐組件的測力，以及不帶柔性機(jī)構(gòu)的杠桿重錘支撐組件的支撐測力。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括第一安裝座、第一固定板、第二安裝座、第二固定板、定位結(jié)構(gòu)、傳感器工裝；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一安裝座的矩形端面包括豎直滑槽和水平滑槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述定位結(jié)構(gòu)包括l形定位塊、端面定位塊、u形定位塊，其中，
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一安裝座的矩形端面的水平滑槽側(cè)端為開放式結(jié)構(gòu)，定位塊定位完成后從水平滑槽中抽出；u形定位塊、l形定位塊為可拆卸式安裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于柔性杠桿重錘支撐的高精度測力機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述傳感器工裝包括測力塊、轉(zhuǎn)接塊、力傳感器、傳感器安裝座，所述力傳感器安裝在傳感器安裝座上，力傳感...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：熊江茗，孫小響，王繼紅，邱天，楊智焜，王培成，侯智蕓，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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