专利名称：一种空间六维自动调节定位装置的制作方法
技术领域：
本发明可用于光学元件支撑箱体的自动调节和定位，涉及光谱技 术领域中一种空间六维定位的自动调节定位装置。
背景技术：
本发明涉及同步辐射光束线中真空镜箱空间六维定位的自动调节 方法，常用于大科学工程中，如大型同步辐射光束线中，真空镜箱
安装后，需将真空镜箱空间定位，因此要进行空间六维(沿X;Y;Z 轴移动及绕X;Y;Z轴转动)调节。以往的调节方法为分离式或二维、 三维的组合手动调节误差大，机构较复杂，集成后体积大，加工成本 高。
发明内容
为了解决在同步辐射光束线现场，真空镜箱的空间定位及六维调 节这一问题，克服了以往真空镜箱空间定位、调节机构复杂、误差大、 加工成本高、调节繁琐，及载荷重等缺点。本发明在机构上采用螺旋 传动及蜗轮、蜗杆传动组合，配上计算机及伺服电机采取闭环并联控 制方案来完成同步辐射光束线中支撑箱体空间六维定位与调控。
本发明空间定位六维调节装置包括螺套、A丝杆、B丝杆、支座、 关节轴承、螺栓、螺钉、垫圈、蜗轮、蜗杆、轴承、锁紧螺母、轴承 支座、联轴器、电机架、伺服电机、电源、计算机、活动板、固定支架、真空镜箱、沿z轴移动及绕x轴转动的第一驱动组件、第二驱动 组件、第三驱动组件，沿Y轴移动及绕Z轴转动的第四驱动组件、第 五驱动组件、沿X轴移动及绕Y轴转动的第六驱动组件。
其静态连接关系是首先将驱动组件组合将螺套与丝杆A、丝杆
B旋入组合，再将其与支座、关节轴承组合并装上垫圈固定，将轴承
装在轴承支座上，将蜗杆装入轴承支座上，把蜗轮安装在螺旋机构的 螺套上并与蜗杆啮合，再将伺服电机安装在电机架上，通过联轴器将 伺服电机与蜗杆连为一体，再将螺旋支杆与蜗轮蜗杆组成的驱动组件 安装好，按所需调节方式分别在真空镜箱的活动支板与固定支架上，
如图2所示，在活动板与固定支架上分别安装可调节沿Z轴移动及绕 X轴转动的相同3套驱动组件，沿Y轴移动及绕Z轴转动的相同2套 驱动组件，沿X轴移动及绕Y轴转动的1套驱动组件。安装6套此机 构，在将此6套调节机构与计算机并联。 调节方法步骤
首次装调时要把已装调好的螺旋支杆与蜗轮、蜗杆机构组装好； 调试使其运转自如，再将其按图示将6套组合组件每套中一侧支座分 别安装在活动板上，另一侧支座安装在固定支架上定位并紧固，将此 6套调节机构与计算机并联。
调节过程中在计算机及控制软件的控制下通过控制伺服电机的 旋转方向来调节，即沿Z轴移动及绕X轴转动3套相同驱动组件，丝 杆轴线沿着Z轴方向安装；沿Y轴移动及绕Z轴转动2套相同驱动组 件，丝杆轴线沿着Y轴方向安装；沿X轴移动及绕Y轴转动1套组件，丝杆轴线沿着X轴方向安装，如图2所示；通过以上6套驱动组件 完成空间光路中光学元件的支撑箱体的空间六维即沿X、 Y、 Z轴移
动及绕X、 Y、 Z轴转动的调控与定位。
本发明集成了空间六维调节方法，简化了机构，减轻了仪器的负 载，调节简单可靠，加工成本大幅降低，可广泛应用于各种被调谐元 件的空间六维定位及调节。该方法方便、快速、准确。
图1是本发明装置的主视图； 图2是本发明局剖俯视图； 图3是本发明左视图； 图4是本发明局部放大视图A;
图中所示的部件是螺套l、 A丝杆2、 B丝杆3、支座4、关节 轴承5、螺栓6、螺钉7、垫圈8、蜗轮9、蜗杆IO、轴承ll、锁紧 螺母、12、轴承支座13、联轴器14、电机架15、伺服电机16、电源 17、计算机18、活动板19、固定支架20、真空镜箱21、第一驱动组 件22、第二驱动组件23、第三驱动组件24，第四驱动组件25、第五 驱动组件26、第六驱动组件27。
具体实施例方式
根据图l、图2、图3、图4，进一步说明本发明用于同步辐射光 束线中真空镜箱空间定位的六维自动调节定位装置。 图中所示的部件其中螺套l、 A丝杆2、 B丝杆3、支座4、关 节轴承5、螺栓6、螺钉7、垫圈8、蜗杆IO、用45钢加工后镀鉻；蜗轮9、锁紧螺母12用青铜加工；轴承座13、活动板19、固定支
架20、用45号制作；支撑箱体21不锈钢制作；轴承11、联轴器14、 电机架15、伺服电机16、电源17、计算机18外购。
调试方法步骤以同步辐射光束线中真空镜箱的空间定位为例
首先装调时要把已装调好的螺旋支杆组件与蜗轮、蜗杆组件组装 好；调试使其运转自如。
在将其6套驱动组件按图1、图2、图3所示分别安装在活动板 与固定支架上。具体连接方式是每套驱动组件中一侧支座分别安装在 活动板19上，另一侧支座安装在固定支架20上定位并紧固，
沿Z轴移动及绕X轴转动3套相同驱动组件如图2中的22、 23、 25，丝杆轴线沿着Z轴方向安装；沿Y轴移动及绕Z轴转动2套相同 驱动组件如图2中的24和26，丝杆轴线沿着Y轴方向安装；沿X轴 移动及绕Y轴转动1套组件如图2中的27 ，丝杆轴线沿着X方向安 装；通过以上6套驱动组件完成空间光路中光学元件的支撑箱体的空 间六维即沿X、 Y、 Z轴移动及绕X、 Y、 Z轴转动的调控与定位。
调节过程中应用程序通过计算机并联控制伺服电机16正反方向 旋转运动，控制安装在活动板19与固定支架20上的蜗轮9、蜗杆10 与螺旋支杆的运动方向，完成活动板19上真空镜箱空间六维自动定 位调节，通过此方法方便、快速、自动准确的完成了同步辐射光束线 中真空镜箱空间定位。
权利要求
1、一种空间六维自动调节定位装置，其特征在于该装置包括螺套(1)、A丝杆(2)、B丝杆(3)、支座(4)、关节轴承(5)、螺栓(6)、螺钉(7)、垫圈(8)、蜗轮(9)、蜗杆(10)、轴承(11)、锁紧螺母(12)、轴承支座(13)、联轴器(14)、电机架(15)、伺服电机(16)、电源(17)、计算机(18)、活动板(19)、固定支架(20)、支撑箱体(21)、第一驱动组件(22)、第二驱动组件(23)、第三驱动组件(25)、第四驱动组件(24)、第五驱动组件(26)、第六驱动组件(27)；各部件的连接关系是首先将螺套(1)、A丝杆(2)、B丝杆(3)、旋入一体再将其装入关节轴承(5)、与支座(4)、螺栓(6)、螺钉(7)、垫圈(8)组装好组成螺旋支杆；将轴承(11)装在轴承支座(13)上，将蜗杆(10)装入轴承支座(13)上，通过联轴器(14)将蜗轮(9)、蜗杆(10)组装构成蜗轮蜗杆机构，并将蜗轮安装在螺旋支杆的螺套(1)外圆上，再将伺服电机(16)安装在电机架(15)上，通过联轴器(14)将伺服电机(16)与蜗杆(10)连为一体构成驱动组件；将已安装完好的上述驱动组件，按所需的调节方式在支撑箱体(21)的活动板(19)上与固定架(20)上分别安装沿Z轴移动及绕X轴转动的第一驱动组件(22)、第二驱动组件(23)、第三驱动组件(25)，沿Y轴移动及绕Z轴转动的第四驱动组件(24)、第五驱动组件(26)，沿X轴移动及绕Y轴转动的第六驱动组件(27)；驱动组件每套中一侧支座分别安装在活动板(19)上，另一侧支座安装在固定支架(20)上定位并紧固；采用螺旋支杆及蜗轮(9)、蜗杆(10)组成的六套驱动组件，配上伺服电机(16)，采用计算机(18)闭环并联控制来完成空间光路中光学元件的支撑箱体的空间六维即沿X、Y、Z轴移动及绕X、Y、Z轴转动的调控与定位。
2、根据权利要求1所述的一种空间六维自动调节定位装置，其 特征在于六套驱动组件的位置方向是沿Z轴移动及绕X轴转动的第 一驱动组件(22)、第二驱动组件(23)、第三驱动组件(25)的丝杆 轴线沿着Z轴方向安装；沿Y轴移动及绕Z轴转动的第四驱动组件 (24)、第五驱动组件(26)的丝杆轴线沿着Y轴方向安装；沿X轴移动 及绕Y轴转动的第六驱动组件(27)的丝杆轴线沿着X轴方向安装。
全文摘要
一种空间六维自动调节定位装置，可用于光学元件支撑箱体的自动调节和定位。该装置包括螺套、A丝杆、B丝杆、支座、关节轴承、螺栓、螺钉、垫圈、蜗轮、蜗杆、轴承、锁紧螺母、轴承支座、联轴器、电机架、伺服电机、电源、计算机、活动板、固定支架、真空镜箱和6套采用螺旋支杆与蜗轮、蜗杆组成的驱动组件；驱动组件每套中一侧支座分别安装在活动板上，另一侧支座安装在固定支架上定位并紧固；配上伺服电机及计算机采用闭环并联控制来完成同步辐射光束线中真空镜箱的空间六维即沿X、Y、Z轴移动及绕X、Y、Z轴转动的调控与定位。本发明实现了空间六维调节，简化了机构，减轻了仪器的负载，调节简单可靠，加工成本降低。
文档编号G05D3/00GK101567222SQ20091006707
公开日2009年10月28日 申请日期2009年6月5日 优先权日2009年6月5日
发明者卢启鹏, 彭忠琦 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所