本發(fā)明涉及一種大口徑光學(xué)元件的氣囊均布載荷面型調(diào)整系統(tǒng)，屬于機(jī)械設(shè)計(jì)及力學(xué)分析技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

激光技術(shù)的飛速發(fā)展為我國(guó)的航空、航天、船舶、軍事、醫(yī)療以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域帶來了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。作為其核心技術(shù)，激光器的制造是牽制這一技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵因素。在激光器制造過程中，光學(xué)元件的高精度制造和裝配技術(shù)是影響其輸出光束質(zhì)量的重要技術(shù)，這一點(diǎn)在對(duì)于有高功率需求的情況下需采用大口徑光學(xué)元件的激光系統(tǒng)體現(xiàn)的尤為明顯。因?yàn)楣鈱W(xué)元件的口徑越大，其通光口徑內(nèi)沒有支撐的面積就越大，因而對(duì)其進(jìn)行支撐的力和力矩也就越大，進(jìn)而由于重力或其它外界裝配因素所造成的面型損傷就越大。為了避免常規(guī)的光學(xué)元件夾持方式對(duì)其造成的局部應(yīng)力集中等現(xiàn)象發(fā)生，就需要摒棄傳統(tǒng)的機(jī)械硬接觸式的夾持方式，采用自帶柔性承載的設(shè)計(jì)理念來進(jìn)行光學(xué)元件的均勻夾持方案設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種大口徑光學(xué)元件的氣囊均布載荷面型調(diào)整系統(tǒng)，系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單易行的結(jié)構(gòu)以具有較高柔性的氣囊作為光學(xué)元件的支撐點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)大口徑光學(xué)元件面型的優(yōu)化控制。

一種大口徑光學(xué)元件的氣囊均布載荷面型調(diào)整系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括承載架、氣囊模塊、壓力架、進(jìn)氣閥、排氣閥、光學(xué)元件和中間架；所述光學(xué)元件位于承載架內(nèi)部，承載架的口部依次安裝中間架和壓力架，中間架和壓力架組合形成密閉的氣道，所述氣囊模塊連接在中間架上并與氣道相通，氣囊模塊與光學(xué)元件的表面相接觸，氣囊模塊在光學(xué)元件的表面進(jìn)行均勻布置，氣囊模塊內(nèi)的氣壓通過進(jìn)氣閥和排氣閥以及外圍的氣動(dòng)輔助系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)可連續(xù)的調(diào)節(jié)，每個(gè)氣囊模塊與光學(xué)元件接觸面積一定的情況下，通過調(diào)節(jié)氣囊模塊內(nèi)部的氣壓就可以實(shí)現(xiàn)氣囊模塊對(duì)光學(xué)元件支撐力的連續(xù)可控調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，所述氣囊模塊與光學(xué)元件之間采用卡扣結(jié)構(gòu)來進(jìn)行接觸支撐，充分保障了氣囊模塊與所支撐的光學(xué)元件之間的接觸面積恒定，從而把支撐力調(diào)節(jié)的唯一變量交給了氣囊模塊內(nèi)部統(tǒng)一氣壓的大小。

進(jìn)一步地，所述承載架為一個(gè)內(nèi)部帶凹槽的框體類零件，其凹槽表面呈等腰三角形的位置關(guān)系布局了三個(gè)精密凸臺(tái)，其框體表面的四邊共均與布局了八個(gè)中間架安裝孔；所述光學(xué)元件為一個(gè)平板類零件，其較大的兩個(gè)平面分別為a面和b面；所述壓力架為一個(gè)帶四處鏤空的框體類零件，其框體表面布局了十個(gè)壓力架連接孔、一個(gè)進(jìn)氣閥安裝孔以及一個(gè)排氣閥安裝孔；還包括八個(gè)中間架安裝螺釘、一個(gè)內(nèi)密封膠圈以及一個(gè)外密封膠圈；所述內(nèi)密封膠圈為一個(gè)截面為圓形的封閉式膠圈，其整體外形近似為一個(gè)u字形；所述外密封膠圈也是一個(gè)截面為圓形的封閉式膠圈，其整體外形為一個(gè)正方形。

進(jìn)一步地，所述中間架的表面均勻布置了八個(gè)中間架連接臺(tái)階孔、在與所述壓緊螺釘對(duì)應(yīng)的位置布置了十個(gè)壓力架安裝孔，在于所述氣囊模塊對(duì)應(yīng)的位置均勻布置了九個(gè)氣囊模塊通氣孔，在每個(gè)所述氣囊模塊通氣孔的四周均勻布置了四個(gè)氣囊模塊安裝孔，在所述中間架的表面有一個(gè)與所述內(nèi)密封膠圈對(duì)應(yīng)的內(nèi)密封膠圈安裝孔，在所述中間架的表面有一個(gè)與所述外密封膠圈對(duì)應(yīng)外密封膠圈安裝孔，在所述內(nèi)密封膠圈安裝孔和所述外密封膠圈安裝孔之間有一個(gè)通氣道。

進(jìn)一步地，所述氣囊模塊包括一個(gè)安裝扣、一個(gè)連接扣，一個(gè)彈性薄膜，一個(gè)氣囊基座一個(gè)四個(gè)氣囊安裝螺釘以及一個(gè)o形密封圈；所述安裝扣為一個(gè)圓形薄片帶凸臺(tái)的零件，其凸臺(tái)有四個(gè)切口，從而保證期具有彈性安裝的功能；所述連接扣為一個(gè)圓環(huán)薄片類零件，其中間的孔與所述安裝扣的凸臺(tái)進(jìn)行彈性連接安裝；所述彈性薄膜為一個(gè)帶柔性的高強(qiáng)度薄膜。所述氣囊基座為一個(gè)正方形塊體類零件，其四個(gè)角有氣囊模塊連接孔，中間有一個(gè)大通氣孔和一個(gè)o形密封圈安裝孔。

進(jìn)一步地，所述光學(xué)元件通過其a面與所述承載架上的三個(gè)精密凸臺(tái)進(jìn)行連接安裝；所述中間架采用八個(gè)所述中間架安裝螺釘通過中間架上的八個(gè)中間架連接臺(tái)階孔與所述承載架上的八個(gè)中間架安裝孔進(jìn)行連接安裝；所述內(nèi)密封膠圈通過所述內(nèi)密封膠圈安裝孔與所述中間架進(jìn)行連接安裝；所述外密封膠圈通過所述外密封膠圈安裝孔與所述中間架進(jìn)行連接安裝；所述壓力架采用十個(gè)所述壓緊螺釘通過所述壓力架連接孔與所述中間架上的十個(gè)壓力架安裝孔進(jìn)行連接安裝；所述氣囊模塊通過所述安裝扣與所述光學(xué)元件接觸；所述每一個(gè)氣囊模塊通過所述四個(gè)氣囊安裝螺釘與所述中間架上的四個(gè)氣囊模塊安裝孔進(jìn)行連接安裝；所述安裝扣通過其自身的凸臺(tái)與所述連接扣進(jìn)行彈性安裝，并將所述彈性薄膜安裝于所述安裝扣和連接扣之間；所述彈性薄膜通過所述o形密封圈和所述氣囊安裝螺釘與所述氣囊基座進(jìn)行壓緊安裝；所述o形密封圈通過所述氣囊基座上的凹槽與所述氣囊基座進(jìn)行連接安裝。

有益效果：

1、本發(fā)明采用彈性薄膜與可控氣壓源相結(jié)合的方式來對(duì)大口徑的光學(xué)元件進(jìn)行均勻載荷支撐。所有的氣囊模塊在光學(xué)元件的表面進(jìn)行均勻布置，并且其氣囊模塊內(nèi)部是通過氣道連接在一起的，保證了所有氣囊模塊內(nèi)部的氣壓一致，進(jìn)而保證了所有的氣囊模塊對(duì)所支撐的光學(xué)元件的支撐力是一致的。氣囊模塊內(nèi)的氣壓可以通過進(jìn)氣閥和排氣閥以及外圍的氣動(dòng)輔助系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)可連續(xù)的調(diào)節(jié)，這樣在每個(gè)氣囊模塊與光學(xué)元件接觸面積一定的情況下，通過調(diào)節(jié)氣囊模塊內(nèi)部的氣壓就可以實(shí)現(xiàn)氣囊模塊對(duì)光學(xué)元件支撐力的連續(xù)可控調(diào)節(jié)。

2、本發(fā)明的氣囊模塊與所支撐的光學(xué)元件之間不是通過彈性薄膜直接接觸的，因?yàn)閺椥员∧ず凸鈱W(xué)元件之間的接觸面積是不可控的。所以本發(fā)明的氣囊模塊與所支撐的光學(xué)元件之間采用了一個(gè)卡扣的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行接觸支撐，充分保障了氣囊模塊與所支撐的光學(xué)元件之間的接觸面積恒定，從而把支撐力調(diào)節(jié)的唯一變量交給了氣囊模塊內(nèi)部統(tǒng)一氣壓的大小。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖3為本發(fā)明的中間架結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的氣囊模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)側(cè)剖圖。

其中，1、承載架，2、氣囊模塊，3、壓緊螺釘，4、壓力架，5、進(jìn)氣閥，6、排氣閥，7、光學(xué)元件，8、中間架，9、中間架安裝孔，10、中間架安裝螺釘，11、內(nèi)密封膠圈，12、外密封膠圈，13、壓力架連接孔，14、b面，15、精密凸臺(tái)，16、a面，17、中間架連接臺(tái)階孔，18、氣囊模塊通氣孔，19、壓力架安裝孔，20、氣囊模塊安裝孔，21、內(nèi)密封膠圈安裝孔，22、通氣道，23、外密封膠圈安裝孔，24、連接扣，25、氣囊基座，26、氣囊安裝螺釘，27、o形密封圈，28、彈性薄膜，29、安裝扣，30、進(jìn)氣閥安裝孔，31、排氣閥安裝孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

如附圖1所示，本發(fā)明提供了一種大口徑光學(xué)元件的氣囊均布載荷面型調(diào)整系統(tǒng)，包括一個(gè)承載架1、九個(gè)氣囊模塊2、十個(gè)壓緊螺釘3、一個(gè)壓力架4、一個(gè)進(jìn)氣閥5、一個(gè)排氣閥6、一個(gè)光學(xué)元件7以及一個(gè)中間架8。

如附圖2所示的整體結(jié)構(gòu)爆炸圖，所述承載架1為一個(gè)內(nèi)部帶凹槽的框體類零件，其凹槽表面呈等腰三角形的位置關(guān)系布局了三個(gè)精密凸臺(tái)15，其框體表面的四邊共均與布局了八個(gè)中間架安裝孔9。所述光學(xué)元件7為一個(gè)平板類零件，其較大的兩個(gè)平面分別為a面16和b面14。所述壓力架4為一個(gè)帶四處鏤空的框體類零件，其框體表面布局了十個(gè)壓力架連接孔13、一個(gè)進(jìn)氣閥安裝孔30以及一個(gè)排氣閥安裝孔31。所述整體結(jié)構(gòu)爆炸圖中還包括八個(gè)中間架安裝螺釘10、一個(gè)內(nèi)密封膠圈11以及一個(gè)外密封膠圈12；所述內(nèi)密封膠圈11為一個(gè)截面為圓形的封閉式膠圈，其整體外形近似為一個(gè)u字形。所述外密封膠圈12也是一個(gè)截面為圓形的封閉式膠圈，其整體外形為一個(gè)正方形。

如附圖3所示的中間架結(jié)構(gòu)示意圖，所述中間架8的表面均勻布置了八個(gè)中間架連接臺(tái)階孔17、在與所述壓緊螺釘3對(duì)應(yīng)的位置布置了十個(gè)壓力架安裝孔19，在于所述氣囊模塊2對(duì)應(yīng)的位置均勻布置了九個(gè)氣囊模塊通氣孔18，在每個(gè)所述氣囊模塊通氣孔18的四周均勻布置了四個(gè)氣囊模塊安裝孔20，在所述中間架8的表面有一個(gè)與所述內(nèi)密封膠圈11對(duì)應(yīng)的內(nèi)密封膠圈安裝孔21，在所述中間架8的表面有一個(gè)與所述外密封膠圈12對(duì)應(yīng)外密封膠圈安裝孔23，在所述內(nèi)密封膠圈安裝孔21和所述外密封膠圈安裝孔23之間有一個(gè)通氣道22。

如附圖4所示的一個(gè)氣囊模塊結(jié)構(gòu)示意圖，所述氣囊模塊2包括一個(gè)安裝扣29、一個(gè)連接扣24，一個(gè)彈性薄膜28，一個(gè)氣囊基座25一個(gè)四個(gè)氣囊安裝螺釘26.以及一個(gè)o形密封圈27；所述安裝扣29為一個(gè)圓形薄片帶凸臺(tái)的零件，其凸臺(tái)有四個(gè)切口，從而保證期具有彈性安裝的功能。所述連接扣24為一個(gè)圓環(huán)薄片類零件，其中間的孔與所述安裝扣29的凸臺(tái)進(jìn)行彈性連接安裝。所述彈性薄膜28為一個(gè)帶柔性的高強(qiáng)度薄膜。所述氣囊基座25為一個(gè)正方形塊體類零件，其四個(gè)角有氣囊模塊連接孔，中間有一個(gè)大通氣孔和一個(gè)o形密封圈安裝孔。

所述光學(xué)元件7通過其a面16與所述承載架1上的三個(gè)精密凸臺(tái)15進(jìn)行連接安裝。所述中間架8采用八個(gè)所述中間架安裝螺釘10通過中間架8上的八個(gè)中間架連接臺(tái)階孔17與所述承載架1上的八個(gè)中間架安裝孔9進(jìn)行連接安裝。所述內(nèi)密封膠圈11通過所述內(nèi)密封膠圈安裝孔21與所述中間架8進(jìn)行連接安裝。所述外密封膠圈12通過所述外密封膠圈安裝孔23與所述中間架8進(jìn)行連接安裝。所述壓力架4采用十個(gè)所述壓緊螺釘3通過所述壓力架連接孔13與所述中間架8上的十個(gè)壓力架安裝孔19進(jìn)行連接安裝。所述氣囊模塊2通過所述安裝扣29與所述光學(xué)元件7進(jìn)行接觸安裝，如附圖5所示。所述每一個(gè)氣囊模塊2通過所述四個(gè)氣囊安裝螺釘26與所述中間架8上的四個(gè)氣囊模塊安裝孔20進(jìn)行連接安裝。所述安裝扣29通過其自身的凸臺(tái)與所述連接扣24進(jìn)行彈性安裝，并將所述彈性薄膜28安裝于所述安裝扣29和連接扣24之間。所述彈性薄膜28通過所述o形密封圈27和所述氣囊安裝螺釘26與所述氣囊基座25進(jìn)行壓緊安裝。所述o形密封圈27通過所述氣囊基座25上的凹槽與所述氣囊基座25進(jìn)行連接安裝。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。