基于拉壓彈簧組的力促動器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于精密機械裝置技術領域，具體涉及一種基于拉壓彈簧組的力促動器， 適用于主動光學對鏡面支撐力控制的需求。
【背景技術】
[0002] 力促動器在很多領域有著廣泛的應用，特別是在光學領域。主動光學利用力促動 器對光學鏡面輸出不同的支撐力使鏡面面型保持較好狀態(tài)，保證光學系統(tǒng)的成像質(zhì)量。目 前的力促動器主要是機械式和氣壓式兩類，其中機械式力促動器成本低，控制簡單，已成為 應用的主流。如中國專利雙向線性精密力促進器（公開號101276051A)公開了一種機械式 力促動器，利用兩組壓縮彈簧將滾珠絲杠產(chǎn)生的位移轉化為輸出力。再如文獻大口徑望遠 鏡主鏡能動支撐驅(qū)動器的個體設計和性能測試（光學儀器，第30卷，第1期。2008年，頁 數(shù)：1-5)中公開的一種機械式力促動器，將拉壓彈簧組中拉簧安裝在壓簧內(nèi)部，將位移轉 化為輸出力。機械式力促動器雖應用廣泛，但如圖4a所示，由于滾珠絲杠的滾珠和滾道之 間存在間隙，導致螺母正/反向運動時存在空回誤差，影響滾珠絲杠的傳動精度，很難做到 高精度的力輸出要求?，F(xiàn)有技術中，一般通過采用雙螺母預緊或單螺母變位預緊的方法消 除間隙，但不論采用何種方式都會導致螺母結構復雜，成本上升，且會增加力促動器的軸向 尺寸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術中機械式力促動器的力輸出精度不高的問題，提供 一種基于拉壓彈簧組的力促動器。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案如下。
[0005] 基于拉壓彈簧組的力促動器，包括殼體、電機、固定座、固定機構、滾珠絲杠、螺母、 測力元件和輸出軸，還包括第一彈簧保持架、第二彈簧保持架、導向軸組、壓簧組、調(diào)節(jié)機構 組和拉簧組；
[0006] 所述第一彈簧保持架固定在螺母上；
[0007] 所述導向軸組由三個以上的導向軸組成，導向軸貫穿第一彈簧保持架和第二彈簧 保持架，且一端固定在固定座上；
[0008] 所述壓簧組由三個以上的壓簧組成，壓簧與導向軸一一對應，壓簧套裝在對應的 導向軸上，且壓縮在第一彈簧保持架和第二彈簧保持架之間；
[0009] 所述調(diào)節(jié)機構組由三個以上的調(diào)節(jié)機構組成，調(diào)節(jié)機構固定在固定座上；
[0010] 所述拉簧組由三個以上的拉簧組成，拉簧與調(diào)節(jié)機構一一對應，拉簧的一端固定 在第二彈簧保持架上，另一端固定在對應的調(diào)節(jié)機構上，拉簧在調(diào)節(jié)機構的作用下改變伸 長量。
[0011] 進一步的，所述第二彈簧保持架上設有多個通孔，每個通孔上固定有一個拉簧掛 柱，拉簧掛柱與拉簧 對應，拉簧的一端掛在拉簧掛柱上。
[0012] 進一步的，所述調(diào)節(jié)機構由拉簧螺柱和預緊螺母組成，所述拉簧螺柱貫穿固定座 上，預緊螺母與拉簧螺柱螺紋連接，拉簧的另一端掛在拉簧螺柱上。
[0013] 進一步的，所述壓簧的初始壓縮量大于螺母的最大位移。
[0014] 進一步的，所有壓簧以螺母的移動方向為中心軸沿圓周均勻分布。
[0015] 進一步的，所有拉簧以螺母的移動方向為中心軸沿圓周均勻分布。
[0016] 進一步的，所述固定座為軸承座，所述固定機構由軸承和連軸器組成，軸承固定在 軸承座上，且一端與滾珠絲杠固定連接，另一端通過連軸器與電機連接。
[0017] 進一步的，所述拉簧貫穿第一彈簧保持架。
[0018] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0019] 本發(fā)明基于拉壓彈簧組的力促動器使用了拉簧組和壓簧組，可以保證力促動器的 輸出剛度始終唯一，線性度好，克服零點滯后現(xiàn)象；另外由于力促動器的螺母始終受到壓簧 的壓力作用即相當于螺母始終受到單向的預緊力作用，可以消除螺母和滾珠絲杠的空回間 隙，提高傳動精度。因此采用該拉壓彈簧組可以提高力促動器的輸出精度。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明基于拉壓彈簧組的力促動器的結構示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明基于拉壓彈簧組的力促動器的三維結構圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明基于拉壓彈簧組的力促動器的力輸出原理圖；
[0023] 圖4中，a為現(xiàn)有技術的機械式力促進器螺母與滾珠絲杠產(chǎn)生間隙的原理圖，b為 本發(fā)明的力促動器螺母與滾珠絲杠的間隙消除的原理圖。
[0024] 圖中：1、殼體、2、電機，3、固定座，4、固定機構、4-1軸承，4-2、連軸器，5、滾珠絲 杠，6、螺母、7、測力元件、8、輸出軸、9、第一彈簧保持架、10、第二彈簧保持架，11、導向軸， 12、壓簧，13、調(diào)節(jié)機構，13-1、拉簧螺柱，13-2、預緊螺母，14、拉簧，15、拉簧掛柱。
【具體實施方式】
[0025] 下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0026] 如圖1-2所示，本發(fā)明的基于拉壓彈簧組的力促動器包括：殼體1、電機2、固定座 3、固定機構4、滾珠絲杠5、螺母6、測力元件7、輸出軸8、第一彈簧保持架9、第二彈簧保持 架10、導向軸組、壓簧組、調(diào)節(jié)機構組和拉簧組。
[0027] 其中，固定座3固定在殼體1的內(nèi)壁上。固定機構4固定在固定座3上，且固定機 構4的一端與滾珠絲杠5固定連接，另一端與電機2固定連接。一般電機2為步進電機，固 定座3為軸承座，固定機構4由軸承4-1和連軸器4-2組成，軸承4-1固定在軸承坐上，軸 承4-1的一端與滾珠絲杠5固定連接，另一端通過連軸器4-2與步進電機固定連接。螺母6 與滾珠絲杠5螺紋連接。第一彈簧保持架9固定在螺母6上，隨螺母5移動。導向軸組為 螺母6導向，導向軸組由三個以上的導向軸11組成，導向軸11貫穿第二彈簧保持架10和 第一彈簧保持架9, 一端固定在固定座3上，另一端伸出第二彈簧保持架10外，壓簧組由三 個以上的壓簧12組成，且壓簧12與導向軸11--對應，壓簧12套裝在對應的導向軸11 上，且兩端分別與第一彈簧保持架9和第二彈簧保持架10接觸，即壓簧12通過第一彈簧保 持架9和第二彈簧保持架10壓縮在兩者之間。為使受力均衡，所有壓簧12 -般以螺母6 的移動方向為中心軸沿圓周均勻分布。調(diào)節(jié)機構組由三個以上的調(diào)節(jié)機構13組成，拉簧組 由三個以上的拉簧14組成，且拉簧14與調(diào)節(jié)機構13 -一對應，拉簧14 一端固定在第二彈 簧保持架10上，另一端固定在調(diào)節(jié)機構13上，調(diào)節(jié)機構13能夠調(diào)節(jié)拉簧14的伸長量。一 般第二彈簧保持架10的邊緣設有多個通孔，且每個通孔上固定有一個拉簧掛拄15 ;每個調(diào) 節(jié)機構13由一個拉簧螺柱13-1和一個預緊螺母13-2組成，拉簧螺柱13-1固定在固定座 3上，預緊螺母13-2與拉簧螺柱13-1螺紋連接；每個拉簧14的一端掛在一個拉簧掛拄15 上，另一端掛在一個拉簧螺柱13-1上，預緊螺母13-2旋轉帶動拉簧螺柱13-1移動，拉簧14 在拉簧螺柱13-1的作用下改變拉伸長度。為使受力均衡，所有拉簧14 一般以螺母的移動 方向為中心軸沿圓周均勻分布。拉簧14的拉力方向和壓簧12的壓力方向均平行于