一种反射镜调节装置及其装配方法

专利2026-06-07  5


本发明涉及平面镜的夹持及面型修正,更具体地涉及一种反射镜调节装置及其装配方法。


背景技术:

1、同步辐射对x光的光路处理过程中,经常会用到反射镜,这些反射镜或者改变x光的方向,或者修正x光的形状,或者影响x光的相位。反射镜根据功能及需求不同,形态各异。其中,有一类反射镜采用超薄的厚度,来实现对x光的各种处理。

2、这些反射镜因为厚度较薄,经常在重力及安装应力的作用下发生不可知的变形,影响镜子的成像质量。

3、同步辐射的镜子在线安装之前,往往需要离线测试。薄型平面镜因厚度原因,经常出现离线测试,修正完面型达到完美情况。但在线安装过程中,一些不可知的因素会带来极大影响,从而使离线修正的作用完全丧失。

4、同步辐射的薄型镜子非常贵重,但厚度却非常薄,极易在运输及搬运过程中,因为震动等因素而损坏。


技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中的薄型平面镜的变形等问题,本发明提供一种反射镜调节装置及其装配方法。

2、根据本发明的反射镜调节装置,其包括水平镜,水平镜包括反射镜、第二垫块、夹持装置、固定装置和水平镜底座,反射镜通过第二垫块支撑安装在水平镜底座上,固定装置固定第二垫块以稳定反射镜,夹持装置围绕着水平镜底座安装,反射镜通过夹持装置夹持于光路上,该夹持装置包括第一夹持装置和第二夹持装置,其中,第一夹持装置包括第一顶珠杠杆、第二顶珠杠杆、第三顶珠杠杆、第一支架、第二支架、第一夹持底座和第一千分尺,其中,第一支架和第二支架彼此间隔开地固定安装在第一夹持底座上,第一顶珠杠杆通过第一柔性铰链可转动地安装在第一支架和第二支架之间,第二顶珠杠杆通过第二柔性铰链可转动地安装在第一支架上,第三顶珠杠杆通过第三柔性铰链可转动地安装在第二支架上,第一千分尺安装在第一夹持底座上并分别柔性连接第一、第二和第三顶珠杠杆,第一顶珠杠杆包括安装在第一杠杆臂上的第一顶珠,第二和第三顶珠杠杆分别包括安装在第二杠杆臂上的第二顶珠,第一顶珠和第二顶珠相对设置并与反射镜配合,其中,第二夹持装置包括夹块组件、第三支架、第二夹持底座和第二千分尺,其中,夹块组件包括第一夹块、第二夹块和夹块螺杆,其中,第一夹块通过第四柔性铰链安装在第二夹块上,夹块螺杆装在第一夹块上并穿过第一夹块顶在第二夹块上以调整第一夹块和第二夹块的开合角度,夹块组件通过第五柔性铰链可转动地安装在第三支架上,第三支架固定安装在第二夹持底座上,第二千分尺安装在第二夹持底座上并与夹块组件柔性连接,第一夹块包括第三顶珠,第二夹块包括安装在第三杠杆臂上的第四顶珠,第三顶珠和第四顶珠相对设置并与反射镜配合。

3、优选地,第一夹持装置还包括第一限位锁止装置、第一锁环和第二锁环,其中,第一限位锁止装置连接第一顶珠杠杆和第一夹持底座以将第一顶珠杠杆锁定在第一夹持底座上,第一锁环连接第二顶珠杠杆和第一夹持底座以将第二顶珠杠杆锁定在第一夹持底座上,第二锁环连接第三顶珠杠杆和第一夹持底座以将第三顶珠杠杆锁定在第一夹持底座上。

4、优选地,第二夹持装置还包括第三锁环和第四锁环,其中,第三锁环连接第一夹块和第二夹块以锁止第一夹块和第二夹块的开合角度,第四锁环连接第二夹块和第二夹持底座以将第二夹块锁定在第二夹持底座上。

5、优选地,水平镜通过第一调节机构进行控制,第一调节机构包括第一转接板、旋转电机、第一滚角电机和第一平动电机,其中,第一转接板与水平镜连接,旋转电机与第一转接板连接以提供水平镜在水平面内旋转的自由度,第一滚角电机与旋转电机连接以提供水平镜在垂直于光路平面内滚动的自由度,第一平动电机与第一滚角电机连接以提供水平镜在水平面内垂直于光路进行平动的自由度。

6、优选地,水平镜的反射面的中心位于旋转电机的旋转轴上,同时也位于第一滚角电机的旋转中心上。

7、优选地,固定装置安装在水平镜底座上。

8、根据本发明的上述反射镜调节装置的装配方法,其包括如下步骤:s1,分别装配第一和第二夹持装置,对于第一夹持装置,在装配第一、第二和第三柔性铰链时,第一顶珠和第二顶珠之间的开口尽可能的大,然后再耦合第一和第二杠杆臂和第一千分尺,确保第一千分尺的行程范围内,第一和第二杠杆臂的最大摆动角度不会超过第一、第二和第三柔性铰链的行程;对于第二夹持装置,松开夹块螺杆后依次装配第四柔性铰链和第五柔性铰链,然后再耦合第三杠杆臂和第二千分尺,确保第二千分尺行进到行程的中点,在该位置装配第五柔性铰链;s2,将反射镜和第二垫块放置在水平镜底座上,反射镜和第二垫块因重力作用被三点支撑装置定位;s3,将固定装置装配在水平镜底座上使得反射镜和第二垫块被锁紧在水平镜底座上;s4,将第一和第二夹持装置装配在水平镜底座上,调节第一千分尺使得第一和第二顶珠不触及反射镜的镜面,调节第二千分尺使得第三和第四顶珠不触及反射镜的镜面;s5,将反射镜调节装置移入光路;s6,调节第一和第二千分尺修正反射镜的面型。

9、优选地,在装配第一和第二夹持装置的过程中,第一、第二、第三、第四、第五柔性铰链处于平衡位置时,第一和第二夹持装置的夹口处于完全打开状态,第一和第二夹持装置的夹口完全闭合后也不超过第一、第二、第三、第四、第五柔性铰链的行程范围。

10、优选地,第三顶珠和第四顶珠之间的开口因第四柔性铰链的弹性作用而张到最大,第三顶珠和第四顶珠闭合时也不会超过第四柔性铰链的行程。

11、优选地,两第二夹持装置镜像对称,装配时,第三和第四顶珠作用在反射镜的中间。

12、根据本发明的反射镜调节装置,通过顶珠对反射镜夹持实现镜面的固定,通过柔性铰链实现夹持点运动方向的控制,通过千分尺和杠杆臂实现对夹持点作用的精细调节,通过对夹持点施力实现对镜子面型的修正,不仅可用于平面镜短距离搬运及长途运输过程中的固定及保护,也可以用来从大尺度范围上修正因重力及应力等因素带来的平面镜变形,并在短途搬运及长途运输中保证镜子的面型稳定。根据本发明的反射镜调节装置,可以修正同步辐射薄型平面镜在安装及使用过程中的反射镜变形。



技术特征:

1.一种反射镜调节装置,其特征在于,该反射镜调节装置包括水平镜,水平镜包括反射镜、第二垫块、夹持装置、固定装置和水平镜底座,反射镜通过第二垫块支撑安装在水平镜底座上,固定装置固定第二垫块以稳定反射镜,夹持装置围绕着水平镜底座安装,反射镜通过夹持装置夹持于光路上,该夹持装置包括第一夹持装置和第二夹持装置,其中,第一夹持装置包括第一顶珠杠杆、第二顶珠杠杆、第三顶珠杠杆、第一支架、第二支架、第一夹持底座和第一千分尺,其中,第一支架和第二支架彼此间隔开地固定安装在第一夹持底座上,第一顶珠杠杆通过第一柔性铰链可转动地安装在第一支架和第二支架之间,第二顶珠杠杆通过第二柔性铰链可转动地安装在第一支架上,第三顶珠杠杆通过第三柔性铰链可转动地安装在第二支架上,第一千分尺安装在第一夹持底座上并分别柔性连接第一、第二和第三顶珠杠杆,第一顶珠杠杆包括安装在第一杠杆臂上的第一顶珠,第二和第三顶珠杠杆分别包括安装在第二杠杆臂上的第二顶珠,第一顶珠和第二顶珠相对设置并与反射镜配合,其中,第二夹持装置包括夹块组件、第三支架、第二夹持底座和第二千分尺,其中,夹块组件包括第一夹块、第二夹块和夹块螺杆,其中,第一夹块通过第四柔性铰链安装在第二夹块上,夹块螺杆装在第一夹块上并穿过第一夹块顶在第二夹块上以调整第一夹块和第二夹块的开合角度,夹块组件通过第五柔性铰链可转动地安装在第三支架上,第三支架固定安装在第二夹持底座上,第二千分尺安装在第二夹持底座上并与夹块组件柔性连接,第一夹块包括第三顶珠,第二夹块包括安装在第三杠杆臂上的第四顶珠,第三顶珠和第四顶珠相对设置并与反射镜配合。

2.根据权利要求1所述的反射镜调节装置,其特征在于,第一夹持装置还包括第一限位锁止装置、第一锁环和第二锁环,其中,第一限位锁止装置连接第一顶珠杠杆和第一夹持底座以将第一顶珠杠杆锁定在第一夹持底座上,第一锁环连接第二顶珠杠杆和第一夹持底座以将第二顶珠杠杆锁定在第一夹持底座上,第二锁环连接第三顶珠杠杆和第一夹持底座以将第三顶珠杠杆锁定在第一夹持底座上。

3.根据权利要求1所述的反射镜调节装置,其特征在于,第二夹持装置还包括第三锁环和第四锁环,其中,第三锁环连接第一夹块和第二夹块以锁止第一夹块和第二夹块的开合角度,第四锁环连接第二夹块和第二夹持底座以将第二夹块锁定在第二夹持底座上。

4.根据权利要求1所述的反射镜调节装置,其特征在于,水平镜通过第一调节机构进行控制,第一调节机构包括第一转接板、旋转电机、第一滚角电机和第一平动电机,其中,第一转接板与水平镜连接,旋转电机与第一转接板连接以提供水平镜在水平面内旋转的自由度,第一滚角电机与旋转电机连接以提供水平镜在垂直于光路平面内滚动的自由度,第一平动电机与第一滚角电机连接以提供水平镜在水平面内垂直于光路进行平动的自由度。

5.根据权利要求4所述的反射镜调节装置,其特征在于,水平镜的反射面的中心位于旋转电机的旋转轴上,同时也位于第一滚角电机的旋转中心上。

6.根据权利要求1所述的反射镜调节装置,其特征在于,固定装置安装在水平镜底座上。

7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的反射镜调节装置的装配方法,其特征在于,该装配方法包括如下步骤:

8.根据权利要求7所述的装配方法,其特征在于,在装配第一和第二夹持装置的过程中,第一、第二、第三、第四、第五柔性铰链处于平衡位置时,第一和第二夹持装置的夹口处于完全打开状态,第一和第二夹持装置的夹口完全闭合后也不超过第一、第二、第三、第四、第五柔性铰链的行程范围。

9.根据权利要求7所述的装配方法,其特征在于,第三顶珠和第四顶珠之间的开口因第四柔性铰链的弹性作用而张到最大,第三顶珠和第四顶珠闭合时也不会超过第四柔性铰链的行程。

10.根据权利要求7所述的装配方法,其特征在于,两第二夹持装置镜像对称,装配时,第三和第四顶珠作用在反射镜的中间。


技术总结
本发明涉及一种反射镜调节装置,其包括水平镜,反射镜通过第二垫块支撑安装在水平镜底座上,固定装置固定第二垫块以稳定反射镜,夹持装置围绕着水平镜底座安装,反射镜通过夹持装置夹持于光路上,该夹持装置包括第一夹持装置和第二夹持装置,其中,第一夹持装置的第一顶珠和第二顶珠相对设置并与反射镜配合,第二夹持装置的第三顶珠和第四顶珠相对设置并与反射镜配合。本发明通过顶珠对反射镜夹持实现镜面的固定,通过柔性铰链实现夹持点运动方向的控制,通过千分尺和杠杆臂实现对夹持点作用的精细调节,可以在大尺度范围上修正平面镜变形。

技术研发人员:蒋晖,闫帅,毛成文,梁东旭,蒋之森,何燕,李爱国
受保护的技术使用者:中国科学院上海高等研究院
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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