[发明专利]一种鼠笼式高精度四维调整机构及其四自由度调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高精度调整机构，具体涉及一种鼠笼式高精度四维调整机构及其四自由度调整方法。

背景技术

在惯性约束激光核聚变装置中，高通量大口径高精度透镜模块调焦装置是真空可控高通量大口径光学聚焦与频率转换系统的核心组成部分。透镜模块中的各个光学元件的姿态及精密定位装校需要相应的高精度调整装置，以实现系统光学轴线与机械轴线的重合，从而保证大口径光学聚焦与频率转换系统通过机械接口集成到激光惯性约束核聚变装置上时，其光学精度能够满足装置的设计要求，避免繁杂的在线光学调整。目前尚没有成熟的装置来实现大口径楔形透镜聚焦系统中光学元件的批量化高精度调整。

发明内容

本发明的目的是提供一种鼠笼式高精度四维调整机构及其四自由度调整方法，以解决惯性约束激光核聚变装置中楔形透镜模块内各种光学元件姿态的高精度调整问题。

本发明的技术方案是：一种鼠笼式高精度四维调整机构包括鼠笼机构、透镜鼠笼姿态调整前支撑组件和透镜鼠笼姿态调整后支撑组件，

透镜光学元件模块安装在聚焦透镜模块移动机构上，聚焦透镜模块移动机构连同透镜光学元件模块一起安装在鼠笼机构内，鼠笼机构的前侧设置有透镜鼠笼姿态调整前支撑组件，鼠笼机构的后侧设置有透镜鼠笼姿态调整后支撑组件，鼠笼机构是由上基板、下基板和两个侧板围合而成的框体结构，鼠笼机构的前端框体内设置有前支撑框，鼠笼机构的后端框体内设置有后支撑框，上基板上设置有上导轨，下基板上设置有下导轨，聚焦透镜模块移动机构W通过其上的滑块与上导轨4和下导轨配合安装在鼠笼机构内，上基板、下基板和两个侧板的前后端面上均开有豁口，

透镜鼠笼姿态调整前支撑组件包括前姿态调整板、四个第一鼠笼滑块、八个第一鼠笼滑块压板、四个第一鼠笼滑块调整钉座板和四个第一调整钉，前姿态调整板的四个边框上各开有一个滑块安装口，第一鼠笼滑块通过第一鼠笼滑块压板安装在滑块安装口内，滑块安装口内还固定安装有第一鼠笼滑块调整钉座板，第一鼠笼滑块调整钉座板位于第一鼠笼滑块的内侧，第一鼠笼滑块调整钉座板上连接有第一调整钉，第一调整钉与第一鼠笼滑块相抵用于第一调整鼠笼滑块的位置，

透镜鼠笼姿态调整后支撑组件包括后姿态调整板、四个第二鼠笼滑块、八个第二鼠笼滑块压板、四个第二鼠笼滑块调整钉座板和四个第二调整钉，后姿态调整板的四个边框上各开有一个滑块安装口，第二鼠笼滑块通过第二鼠笼滑块压板安装在滑块安装口内，滑块安装口内还固定安装有第二鼠笼滑块调整钉座板，第二鼠笼滑块调整钉座板位于第二鼠笼滑块的内侧，第二鼠笼滑块调整钉座板上连接有第二调整钉，第二调整钉与第二鼠笼滑块相抵用于调整第二鼠笼滑块的位置，

前姿态调整板连接在鼠笼机构的前端面上，后姿态调整板安装在鼠笼机构的后端面上，第一鼠笼滑块处于上基板、下基板和两个侧板的前端面上的豁口内，且第一鼠笼滑块与前支撑框相抵，第二鼠笼滑块处于上基板、下基板和两个侧板的后端面上的豁口，且第二鼠笼滑块与后支撑框相抵，

前姿态调整板的两侧边的上部和下部分别连接有两个内六角圆柱头螺钉，内六角圆柱头螺钉两侧的内六角圆柱头球端头螺钉和内六角球端紧定螺钉，内六角圆柱头螺钉的锁紧端连接在前支撑框上，内六角圆柱头球端头螺钉和内六角球端紧定螺钉与前支撑框相抵。

一种鼠笼式高精度四维调整机构实现四自由度的方法：

通过调整透镜鼠笼姿态调整前支撑组件中四周的第一鼠笼滑块调整钉座板4上的第一调整钉以及透镜鼠笼姿态调整后支撑组件中四周的第二鼠笼滑块调整钉座板上的第二调整钉实现鼠笼机构内部的透镜光学元件模块上下、左右移动，实现2自由度调节；具体为：

首先调整透镜鼠笼姿态调整前支撑组件中四周的第一鼠笼滑块调整钉座板上的第一调整钉以及透镜鼠笼姿态调整后支撑组件中四周的第二鼠笼滑块调整钉座板上的第二调整钉；通过固定在前姿态调整板上的第一鼠笼滑块压板之间的导向槽以及固定在后姿态调整板上的第二鼠笼滑块压板之间的导向槽，实现第一鼠笼滑块和第二鼠笼滑块的上下、左右移动，第一鼠笼滑块和第二鼠笼滑块与前支撑框和后支撑框相配合，实现鼠笼机构内部的透镜光学元件模块上下、左右移动，实现2自由度运动；

通过调整透镜鼠笼姿态调整前支撑组件上的内六角圆柱头螺钉实现鼠笼内光学元件的俯仰、偏摆2自由度调节；具体为：

首先松开透镜鼠笼姿态调整前支撑组件上的内六角圆柱头螺钉，然后通过松开或拧紧内六角圆柱头螺钉两侧的内六角圆柱头球端头螺钉和内六角球端紧定螺钉，通过内六角圆柱头球端头螺钉和内六角球端紧定螺钉作用在前支撑框上，调节鼠笼机构，实现俯仰和偏摆运动。