一种五维光栅调整架制造技术

本实用新型专利技术涉及一种五维光栅调整架，属于光栅调整架技术领域，由上而下依次包括手动调节机构、俯仰和旋转调节机构、偏转调节机构、平移调节机构和支撑底板，本实用新型专利技术通过手动调节机构手动调节框架的俯仰角度，通过俯仰和旋转调节机构调节框架和光栅的俯仰、绕法线旋转，通过偏转调节机构实现框架和光栅绕垂直线旋转，通过平移调节机构实现框架和光栅的平移，同时，手动调节机构、俯仰和旋转调节机构、偏转调节机构、平移调节机构沿着垂直方向依次设置，以充分利用框架下方空间，结构新颖，调节精度高。

A five dimensional grating adjustment frame

The utility model relates to a five dimensional grating adjustment frame, which belongs to the technical field of grating adjustment frame, and comprises a manual adjusting mechanism, a pitching and rotating regulating mechanism, a deflecting adjusting mechanism, a translation adjustment mechanism and a supporting floor. The utility model is through a manual regulating machine to manually adjust the pitch angle of the frame. The over pitching and rotating regulating mechanism regulates the pitch of the frame and the grating and rotates around the normal line. Through the deflection adjusting mechanism, the frame and the grating are rotated around the vertical line, and the frame and the grating are translated by the translation adjustment mechanism. At the same time, the manual adjustment mechanism, the pitching and rotating regulating mechanism, the deflection regulating mechanism, and the translation adjustment are also carried out. The mechanism is arranged in a vertical direction in order to make full use of the space below the frame, with novel structure and high adjustment accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种五维光栅调整架
本技术属于光栅调整架
，具体地说涉及一种五维光栅调整架。
技术介绍
压缩器是超短脉冲激光系统必不可少的一部分，负责放大后的激光脉冲在时间上的压缩。随着激光相关技术的进步与峰值功率的不断提升，压缩器的核心器件——光栅的口径也在不断扩大。数PW级OPCPA技术平台的压缩器由两组相互平行的光栅对称放置完成脉冲压缩，能够输出能量百焦耳，脉冲宽度压缩至20fs量级，为达成这一目标，需用四块米级光栅。为了节约建造成本，需要在有限的压缩器空间内实现米级光栅的五维调整，现有的调整架驱动装置位于光栅背面，需占用很大的空间，无法安装在现有的压缩器中。
技术实现思路
考虑到光栅后部空间较小，专利技术人采用了底部放置驱动装置的调整架。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种五维光栅调整架，所述光栅的外围设有框架，所述调整架由上而下依次包括手动调节机构、俯仰和旋转调节机构、偏转调节机构、平移调节机构和支撑底板，所述手动调节机构、俯仰和旋转调节机构之间设有第一支撑板，所述俯仰和旋转调节机构、偏转调节机构之间设有第二支撑板，所述偏转调节机构、平移调节机构之间设有第三支撑板；所述俯仰和旋转调节机构包括平行设置且结构相同的中间调节机构、左侧调节机构和右侧调节机构，所述左侧调节机构包括驱动组件和导向组件，所述驱动组件包括第一电机、第一滚珠丝杠、上楔形块和下楔形块，所述上楔形块和下楔形块的斜面相对设置，所述第一电机固设于第二支撑板上表面，其输出端与第一滚珠丝杠的螺杆连接，所述下楔形块的垂直面与第一滚珠丝杠的螺母固连，所述上楔形块的水平面与第一支撑板下表面连接，所述上楔形块的垂直面、下楔形块的水平面以及上楔形块和下楔形块相对设置的斜面处均设有导向组件。进一步，所述手动调节机构包括调节杆、顶块和固定块，所述顶块和固定块的底部均与第一支撑板固连，所述调节杆沿着框架的长度方向设置，且其与第一支撑板上表面线接触。进一步，所述调节杆位于顶块和固定块之间，所述顶块上贯穿有用于顶紧调节杆的调节螺栓。进一步，所述第一支撑板上表面固设有顶部开有第一凹槽的支撑柱，所述框架的侧面设有嵌入第一凹槽内的第一球头，其底部位于调节杆的上方且两者为线接触。手动调节机构采用线支撑结构，加强框架底部承载能力，调节框架的俯仰角度同时，避免多点支撑造成框架局部变形，进而影响光栅。进一步，所述导向组件包括导向块和导轨，所述导向块位于导轨上，且导向块可沿着导轨滑动，位于上楔形块垂直面处的导向组件的导轨通过导轨固定块与第二支撑板上表面固连，其导向块与上楔形块的垂直面固连，位于下楔形块水平面处的导向组件的导轨与第二支撑板上表面固连，其导向块与下楔形块的水平面固连，位于上楔形块和下楔形块相对设置的斜面处的导向组件的导轨与下楔形块斜面固连，其其导向块与上楔形块斜面固连。进一步，所述第一支撑板下表面与上楔形块的水平面对应处设有第二球头，所述中间调节机构、左侧调节机构和右侧调节机构的上楔形块的水平面处设有正对第二球头的第二凹槽，且3个第二凹槽中的其中一者的纵截面为锥形，其中一者的纵截面为V型，其中一者的纵截面为U型。俯仰和旋转调节机构采用结构紧凑的三点支撑结构，同时，采用相对设置的上楔形块和下楔形块，满足调整架低厚度的要求，采用导向组件满足调整架高精度的要求。同时，第二球头与第二凹槽定位配合，通过中间调节机构、左侧调节机构和右侧调节机构联动，实现光栅和框架的俯仰、绕法线旋转操作。其中，中间调节机构独立实现俯仰操作，左侧调节机构和右侧调节机构联动实现绕法线旋转操作。进一步，所述偏转调节机构包括交叉滚子轴承、第二电机和第二滚珠丝杠，所述交叉滚子轴承的外圈与第三支撑板上表面固连，其内圈与第二支撑板下表面固连，所述第二滚珠丝杠的螺杆与第二电机的输出端固连，其螺母与第二支撑板下表面固连，所述第二电机固设于第三支撑板上表面。由于调整架位于偏转调节机构以上的部分重量及尺寸大，因此，选择大尺寸薄型交叉滚子轴承做回转支承，满足调整架高精度、低厚度和高载荷的要求。所述交叉滚子轴承的支撑直径约为350mm，其厚度控制在30mm以内，其额定动负载能力达到吨级，其内部为负游隙状态，为框架提供稳固的支撑。进一步，所述平移调节机构包括平移驱动组件和平移导向组件，所述平移驱动组件包括第三电机和第三滚珠丝杠，所述第三电机固设于第三支撑板下表面，其输出端连接第三滚珠丝杠的螺杆，所述第三滚珠丝杠的螺母固设于支撑底板上表面，为了给交叉滚子轴承提供稳定支撑，采用2对平移导向组件分布支撑的结构，即所述平移导向组件平行且间隔的设有4个。进一步，所述平移导向组件包括滑轨和位于滑轨上的滑块，所述滑轨固设于支撑底板上表面，所述滑块固设于第三支撑板下表面。进一步，所述支撑底板上设有腰形槽，所述滑轨位于腰形槽内，便于固定，同时降低整体高度。本技术的有益效果是：通过手动调节机构手动调节框架的俯仰角度，通过俯仰和旋转调节机构调节框架和光栅的俯仰、绕法线旋转，通过偏转调节机构实现框架和光栅绕垂直线旋转，通过平移调节机构实现框架和光栅的平移，同时，手动调节机构、俯仰和旋转调节机构、偏转调节机构、平移调节机构沿着垂直方向依次设置，以充分利用框架下方空间，结构新颖，调节精度高。附图说明图1是本技术的整体结构示意图；图2是本技术的整体结构的侧视图；图3是手动调节机构的侧视图；图4是手动调节机构的俯视图；图5是俯仰和旋转调节机构的前视图；图6是俯仰和旋转调节机构的侧视图；图7是俯仰和旋转调节机构的俯视图；图8是偏转调节机构的后视图；图9是偏转调节机构的俯视图；图10是平移调节机构的侧视图；图11是平移调节机构的俯视图。附图中：1-光栅、2-框架、3-手动调节机构、4-俯仰和旋转调节机构、5-偏转调节机构、6-平移调节机构、7-支撑底板、8-第一支撑板、9-第二支撑板、10-第三支撑板、11-框架提手、12-第一球头、13-支撑柱、14-第一凹槽、15-固定块、16-调节杆、17-顶块、18-调节螺栓、19-第一电机、20-导轨固定块、21-上楔形块、22-下楔形块、23-导轨、24-导向块、25-导轨、26-导向块、27-导轨、28-导向块、29-第一滚珠丝杠、30-交叉滚子轴承、31-第二电机、32-第二滚珠丝杠、33-第三电机、34-第三滚珠丝杠、35-滑轨、36-滑块。具体实施方式为了使本领域的人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合本技术的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本技术创造。实施例一：如图1-2所示，一种五维光栅调整架，所述光栅1的外围设有框架2，所述调整架由上而下依次包括手动调节机构3、俯仰和旋转调节机构4、偏转调节机构5、平移调节机构6和支撑底板7，同时，所述手动调节机构3、俯仰和旋转调节机构4之间设有第一支撑板8，所述俯仰和旋转调节机构4、偏转调节机构5之间设有第二支撑板9，所述偏转调节机构5、平移调节机构6之间设有第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五维光栅调整架，所述光栅的外围设有框架，其特征在于，由上而下依次包括手动调节机构、俯仰和旋转调节机构、偏转调节机构、平移调节机构和支撑底板，所述手动调节机构、俯仰和旋转调节机构之间设有第一支撑板，所述俯仰和旋转调节机构、偏转调节机构之间设有第二支撑板，所述偏转调节机构、平移调节机构之间设有第三支撑板；所述俯仰和旋转调节机构包括平行设置且结构相同的中间调节机构、左侧调节机构和右侧调节机构，所述左侧调节机构包括驱动组件和导向组件，所述驱动组件包括第一电机、第一滚珠丝杠、上楔形块和下楔形块，所述上楔形块和下楔形块的斜面相对设置，所述第一电机固设于第二支撑板上表面，其输出端与第一滚珠丝杠的螺杆连接，所述下楔形块的垂直面与第一滚珠丝杠的螺母固连，所述上楔形块的水平面与第一支撑板下表面连接，所述上楔形块的垂直面、下楔形块的水平面以及上楔形块和下楔形块相对设置的斜面处均设有导向组件。

【技术特征摘要】
1.一种五维光栅调整架，所述光栅的外围设有框架，其特征在于，由上而下依次包括手动调节机构、俯仰和旋转调节机构、偏转调节机构、平移调节机构和支撑底板，所述手动调节机构、俯仰和旋转调节机构之间设有第一支撑板，所述俯仰和旋转调节机构、偏转调节机构之间设有第二支撑板，所述偏转调节机构、平移调节机构之间设有第三支撑板；所述俯仰和旋转调节机构包括平行设置且结构相同的中间调节机构、左侧调节机构和右侧调节机构，所述左侧调节机构包括驱动组件和导向组件，所述驱动组件包括第一电机、第一滚珠丝杠、上楔形块和下楔形块，所述上楔形块和下楔形块的斜面相对设置，所述第一电机固设于第二支撑板上表面，其输出端与第一滚珠丝杠的螺杆连接，所述下楔形块的垂直面与第一滚珠丝杠的螺母固连，所述上楔形块的水平面与第一支撑板下表面连接，所述上楔形块的垂直面、下楔形块的水平面以及上楔形块和下楔形块相对设置的斜面处均设有导向组件。2.根据权利要求1所述的一种五维光栅调整架，其特征在于，所述手动调节机构包括调节杆、顶块和固定块，所述顶块和固定块的底部均与第一支撑板固连，所述调节杆沿着框架的长度方向设置，且其与第一支撑板上表面线接触。3.根据权利要求2所述的一种五维光栅调整架，其特征在于，所述调节杆位于顶块和固定块之间，所述顶块上贯穿有用于顶紧调节杆的调节螺栓。4.根据权利要求3所述的一种五维光栅调整架，其特征在于，所述第一支撑板上表面固设有顶部开有第一凹槽的支撑柱，所述框架的侧面设有嵌入第一凹槽内的第一球头，其底部位于调节杆的上方且两者为线接触。5.根据权利要求1所述的一种五维光栅调整架，其特征在于，所述导向组件包括导向块和导轨，所述导向块位于导轨上，且导向块可沿着导轨滑动，位于上楔形...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋学君，曾小明，周凯南，左言磊，粟敬钦，郭仪，王逍，傅学军，林东晖，吴文龙，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：新型
国别省市：四川,51