本發(fā)明屬于同軸度的測(cè)量和調(diào)諧，具體涉及一種多胞橢球諧振腔的全自動(dòng)測(cè)調(diào)一體化調(diào)諧裝置。

背景技術(shù)：

1、同軸度，是衡量一個(gè)器件的各個(gè)部分是否保持在一個(gè)中心軸線附近程度的重要參數(shù)。它涉及到軸類(lèi)零件的設(shè)計(jì)和制造精度。在高精度的系統(tǒng)中，尤其需要對(duì)同軸度進(jìn)行測(cè)準(zhǔn)并校正。

2、多胞橢球諧振腔廣泛應(yīng)用在加速器上的一種裝置，用于實(shí)現(xiàn)高加速梯度。多胞橢球諧振腔是一種通過(guò)沖壓零件和電子束焊接而成型的薄壁結(jié)構(gòu)，由多個(gè)諧振腔單元連接而成，因此在加工過(guò)程中存在不可避免的形變，如單元傾斜、偏軸，單元長(zhǎng)度偏差，從而影響橢球腔的頻率和軸向電場(chǎng)平坦度，進(jìn)而降低其運(yùn)行電場(chǎng)梯度。在多胞橢球諧振腔加工成型后要進(jìn)行調(diào)諧處理，其意義在于保證多胞橢球諧振腔具有平坦的軸向電場(chǎng)分布，從而能夠工作在高加速梯度下。所以，關(guān)于多胞橢球諧振腔的同軸度的測(cè)量和調(diào)諧，是制造過(guò)程中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

3、現(xiàn)有技術(shù)的同軸度調(diào)諧方法主要有兩種，一種是手動(dòng)調(diào)諧，一種是半自動(dòng)調(diào)諧。其中手動(dòng)調(diào)諧，是先將多胞橢球諧振腔垂直懸掛或水平固定，采用平行夾板依次對(duì)各個(gè)橢球諧振腔胞進(jìn)行拉伸或壓縮。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜的裝置和夾具，可以對(duì)不同尺寸的多胞橢球諧振腔進(jìn)行調(diào)諧。可是，此類(lèi)方法的缺點(diǎn)依然明顯，主要是調(diào)諧精度不高，且調(diào)諧時(shí)間久，不能實(shí)現(xiàn)測(cè)量和調(diào)諧同步進(jìn)行；另一種是半自動(dòng)調(diào)諧，半自動(dòng)化裝置通過(guò)引入軟件和部分自動(dòng)化技術(shù)，雖然提高了調(diào)諧效率，但依然存在無(wú)法同步進(jìn)行測(cè)量和調(diào)諧的局限。

4、此外，對(duì)多胞橢球諧振腔的同軸度測(cè)試和調(diào)諧，目前依然采用的是分開(kāi)進(jìn)行的方案，即先測(cè)試多胞橢球諧振腔的同軸度等參數(shù)情況，再進(jìn)行調(diào)諧處理。調(diào)諧完成之后，可能需要二次進(jìn)行同軸度的測(cè)量，若測(cè)量結(jié)果未達(dá)到目標(biāo)狀態(tài)，則需要二次進(jìn)行調(diào)諧，以此類(lèi)推持續(xù)進(jìn)行，直到達(dá)成目標(biāo)狀態(tài)為止。此過(guò)程相對(duì)較為繁瑣，耗時(shí)較長(zhǎng)。

5、由于橢球諧振腔的品質(zhì)因素要求高，對(duì)于腔體的尺寸和狀態(tài)需要特別精細(xì)的調(diào)節(jié)。如何能夠快速方便的既能測(cè)量又能調(diào)諧，又能提升調(diào)測(cè)效率，提升調(diào)測(cè)精度，從而提升橢球諧振腔的性能，是本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種多胞橢球諧振腔的全自動(dòng)測(cè)調(diào)一體化調(diào)諧裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)快速測(cè)量，可邊測(cè)量邊調(diào)諧，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，人為干預(yù)少。

2、本發(fā)明所提出的技術(shù)問(wèn)題是這樣解決的：

3、一種多胞橢球諧振腔的全自動(dòng)測(cè)調(diào)一體化調(diào)諧裝置，包括主體支架系統(tǒng)1、待測(cè)多胞橢球諧振腔2、同軸度測(cè)量裝置3、調(diào)諧夾板組件4和控制系統(tǒng)；

4、主體支架系統(tǒng)1包括框架結(jié)構(gòu)101、第一滑軌102、供電設(shè)備103和第二滑軌104；第一滑軌102固定安裝于框架結(jié)構(gòu)101的上表面中軸線，兩條第二滑軌104分別對(duì)稱(chēng)固定于第一滑軌102的兩側(cè)，與第一滑軌102平行；供電設(shè)備103固定于框架結(jié)構(gòu)101的側(cè)邊；

5、待測(cè)多胞橢球諧振腔2能夠沿第一滑軌102滑動(dòng)；

6、同軸度測(cè)量裝置3包括固定支架、測(cè)量圓環(huán)303和測(cè)量傳感器304；固定支架固定安裝于框架結(jié)構(gòu)101，測(cè)量圓環(huán)303固定安裝于固定支架；若干個(gè)測(cè)量傳感器304均勻分布于測(cè)量圓環(huán)303的內(nèi)側(cè)；

7、調(diào)諧夾板組件4包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同對(duì)稱(chēng)排布的調(diào)諧夾板子組件；調(diào)諧夾板子組件分別位于同軸度測(cè)量裝置3的兩側(cè)，包括固定夾板401、上軌道凹槽402、下軌道凹槽403、拉壓板404、第一步進(jìn)電機(jī)405和滑桿406；固定夾板401呈中空矩形形狀，四角處開(kāi)有圓孔；四個(gè)螺釘408分別穿過(guò)兩個(gè)固定夾板401的圓孔，四個(gè)第二步進(jìn)電機(jī)407分別位于四個(gè)螺釘408的末端，用于調(diào)節(jié)兩個(gè)固定夾板401四個(gè)角之間的相對(duì)距離；固定夾板401的底部裝配有底部滑塊409，底部滑塊409上設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)底部滑塊409沿第二滑軌104滑動(dòng)或固定；上軌道凹槽402和下軌道凹槽403分別安裝于固定夾板401的內(nèi)側(cè)上下部；兩塊拉壓板404位于上軌道凹槽402和下軌道凹槽403之間，兩塊拉壓板404閉合時(shí)呈圓形中空矩形形狀；上軌道凹槽402和下軌道凹槽403的末端分別設(shè)有第一步進(jìn)電機(jī)405，滑桿406穿過(guò)拉壓板404和第一步進(jìn)電機(jī)405，通過(guò)第一步進(jìn)電機(jī)405和滑桿406帶動(dòng)左右兩塊拉壓板404打開(kāi)和閉合狀態(tài)；

8、控制系統(tǒng)用于控制待測(cè)多胞橢球諧振腔2的移動(dòng)、接收測(cè)量傳感器304的采集數(shù)據(jù)、完成同軸度的解算，并依據(jù)同軸度解算結(jié)果自動(dòng)控制底部滑塊409、第一步進(jìn)電機(jī)405和第二步進(jìn)電機(jī)407的移動(dòng)。

9、進(jìn)一步的，主體支架系統(tǒng)1中，框架結(jié)構(gòu)101為鋁合金型材的框架結(jié)構(gòu)。

10、進(jìn)一步的，待測(cè)多胞橢球諧振腔2包括依次級(jí)聯(lián)的輸入口203、若干個(gè)單元腔201和輸出口204，還包括支撐支架和滑動(dòng)底座207；單元腔201的兩端均設(shè)有加強(qiáng)筋202，相鄰單元腔201通過(guò)加強(qiáng)筋202級(jí)聯(lián)；單元腔201和支撐支架一一對(duì)應(yīng)，支撐支架包括軟性支撐體205和支撐座206；支撐座206的底部與滑動(dòng)底座207固定連接，頂部固定連接軟性支撐體205，用于支撐單元腔201；滑動(dòng)底座207與主體支架系統(tǒng)1的第一滑軌102接觸，使得待測(cè)多胞橢球諧振腔2能夠沿第一滑軌102滑動(dòng)。

11、進(jìn)一步的，同軸度測(cè)量裝置3中，固定支架包括支撐桿301和支撐平面302；兩個(gè)支撐桿301固定安裝于主體支架系統(tǒng)1的框架結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)，兩個(gè)支撐平面302固定安裝于支撐桿301，支撐桿301和支撐平面302共同作用，將測(cè)量圓環(huán)303固定在主體支架系統(tǒng)1的框架結(jié)構(gòu)101。

12、進(jìn)一步的，測(cè)量圓環(huán)303的圓心與待測(cè)多胞橢球諧振腔2的軸心位于同一個(gè)水平線上。

13、進(jìn)一步的，測(cè)量圓環(huán)303的內(nèi)徑大于單元腔201的外徑，拉壓板404在打開(kāi)狀態(tài)下的間距大于單元腔201的外徑。

14、進(jìn)一步的，測(cè)量傳感器304的指向測(cè)量圓環(huán)303的圓心，相鄰測(cè)量傳感器304的夾角為45°或30°。

15、進(jìn)一步的，測(cè)量傳感器304選用激光測(cè)距傳感器。

16、本發(fā)明的有益效果是：

17、本發(fā)明所述多胞橢球諧振腔的全自動(dòng)測(cè)調(diào)一體化調(diào)諧裝置，通過(guò)由調(diào)諧夾板組件以及包圍在其中間的同軸度測(cè)量組件，根據(jù)控制系統(tǒng)的程序設(shè)定，可以同時(shí)對(duì)同一個(gè)多胞橢球諧振腔的單元腔進(jìn)行測(cè)量和調(diào)諧，可以實(shí)現(xiàn)邊測(cè)邊調(diào)的目的；本發(fā)明所述裝置能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)諧與測(cè)量同時(shí)實(shí)施，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控調(diào)諧的效果，提升調(diào)諧精度；本發(fā)明所述裝置的整個(gè)流程無(wú)需人為操控，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多胞橢球諧振腔的測(cè)量與調(diào)諧的全流程自動(dòng)化；本發(fā)明所述裝置實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時(shí)的對(duì)橢球諧振腔調(diào)諧的作用，從而使其滿(mǎn)足物理參數(shù)需求、保證橢球諧振腔的性能和效果。

技術(shù)特征：

1.一種多胞橢球諧振腔的全自動(dòng)測(cè)調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，包括主體支架系統(tǒng)(1)、待測(cè)多胞橢球諧振腔(2)、同軸度測(cè)量裝置(3)、調(diào)諧夾板組件(4)和控制系統(tǒng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多胞橢球諧振腔的全自動(dòng)測(cè)調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，主體支架系統(tǒng)(1)中，框架結(jié)構(gòu)(101)為鋁合金型材的框架結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多胞橢球諧振腔的全自動(dòng)測(cè)調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，待測(cè)多胞橢球諧振腔(2)包括依次級(jí)聯(lián)的輸入口(203)、若干個(gè)單元腔(201)和輸出口(204)，還包括支撐支架和滑動(dòng)底座(207)；單元腔(201)的兩端均設(shè)有加強(qiáng)筋(202)，相鄰單元腔(201)通過(guò)加強(qiáng)筋(202)級(jí)聯(lián)；單元腔(201)和支撐支架一一對(duì)應(yīng)，支撐支架包括軟性支撐體(205)和支撐座(206)；支撐座(206)的底部與滑動(dòng)底座(207)固定連接，頂部固定連接軟性支撐體(205)，用于支撐單元腔(201)；滑動(dòng)底座(207)與主體支架系統(tǒng)(1)的第一滑軌(102)接觸，使得待測(cè)多胞橢球諧振腔(2)能夠沿第一滑軌(102)滑動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多胞橢球諧振腔的全自動(dòng)測(cè)調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，同軸度測(cè)量裝置(3)中，固定支架包括支撐桿(301)和支撐平面(302)；兩個(gè)支撐桿(301)固定安裝于主體支架系統(tǒng)(1)的框架結(jié)構(gòu)(101)的兩側(cè)，兩個(gè)支撐平面(302)固定安裝于支撐桿(301)，支撐桿(301)和支撐平面(302)共同作用，將測(cè)量圓環(huán)(303)固定在主體支架系統(tǒng)(1)的框架結(jié)構(gòu)(101)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多胞橢球諧振腔的全自動(dòng)測(cè)調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，測(cè)量圓環(huán)(303)的圓心與待測(cè)多胞橢球諧振腔(2)的軸心位于同一個(gè)水平線上。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多胞橢球諧振腔的全自動(dòng)測(cè)調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，測(cè)量圓環(huán)(303)的內(nèi)徑大于單元腔(201)的外徑，拉壓板(404)在打開(kāi)狀態(tài)下的間距大于單元腔(201)的外徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多胞橢球諧振腔的全自動(dòng)測(cè)調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，測(cè)量傳感器(304)的指向測(cè)量圓環(huán)(303)的圓心，相鄰測(cè)量傳感器(304)的夾角為45°或30°。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多胞橢球諧振腔的全自動(dòng)測(cè)調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，測(cè)量傳感器(304)選用激光測(cè)距傳感器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種多胞橢球諧振腔的全自動(dòng)測(cè)調(diào)一體化調(diào)諧裝置，屬于同軸度的測(cè)量和調(diào)諧技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述裝置包括主體支架系統(tǒng)、待測(cè)多胞橢球諧振腔、同軸度測(cè)量裝置、調(diào)諧夾板組件和控制系統(tǒng)；待測(cè)多胞橢球諧振腔可沿主體支架系統(tǒng)的滑軌滑動(dòng)；同軸度測(cè)量裝置配有若干測(cè)量傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)待測(cè)多胞橢球諧振腔的同軸度；調(diào)諧夾板組件由控制系統(tǒng)操控，通過(guò)電機(jī)實(shí)現(xiàn)夾板和拉壓板的自動(dòng)調(diào)節(jié)，對(duì)待測(cè)多胞橢球諧振腔進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)諧。本發(fā)明所述裝置可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無(wú)人工干預(yù)的測(cè)量與調(diào)諧一體化操作，顯著提高了同軸度測(cè)量和調(diào)諧的效率和精度。

技術(shù)研發(fā)人員：李阿紅,劉華昌,蒙林,王彬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19