[发明专利]五自由度光学镜面加工设备及其工作方法

权利要求书

1.一种五自由度光学镜面加工设备，其特征在于：包括机架（1）及由下而上依次设置在其内部的镜面支撑与固定装置（7）、加工刀具（5）、刀具驱动电机（2）、动平台（3）、辅助平台（4）和五个直线滑台，其中，镜面支撑与固定装置（7）位于所述机架（1）的内部底部，五个直线滑台位于机架（1）顶部且平行于机架（1）内部下表面，相邻两直线滑台间成72°角，所述动平台（3）的上端穿过辅助平台（4）的中心与其连接，所述动平台（3）的下端依次固定连接刀具驱动电机（2）和加工刀具（5）；

所述五个直线滑台为：第一支链滑台（16）、第二支链滑台（12）、第三支链滑台（13）、第四支链滑台（14）、第五支链滑台（15），其中两个直线滑台通过两条主运动支链与所述动平台（3）连接，另外三个直线滑台通过三条辅助运动支链与所述辅助平台（4）连接。

2.根据权利要求1所述的五自由度光学镜面加工设备，其特征在于：所述两条主运动支链分别为第二运动支链、第四运动支链，其上端分别与所述第二支链滑台（12）、第四支链滑台（14）连接并沿其直线方向滑动，其下端分别与所述动平台（3）的上端连接。

3.根据权利要求2所述的五自由度光学镜面加工设备，其特征在于：每一条主运动支链由上至下由主运动支链滑块（11）、主运动支链连杆（9）连接组成，所述主运动支链连杆（9）通过主运动支链滑块（11）与所述直线滑台的丝杠（23）连接，下端与动平台（3）连接；每条主运动支链中，位于下端的连接元件的转动中心都不经过动平台（3）的轴线。

4.根据权利要求1所述的五自由度光学镜面加工设备，其特征在于：所述三条辅助运动支链分别为第一运动支链、第三运动支链、第五运动支链，其上端分别与所述第一支链滑台（16）、第三支链滑台（13）、第五支链滑台（15）连接并沿其直线方向滑动，其下端分别与所述辅助平台（4）连接。

5.根据权利要求4所述的五自由度光学镜面加工设备，其特征在于：每一条辅助运动支链由上至下由辅助运动支链滑块（20）同时与辅助运动支链连杆a（18a）、辅助运动支链连杆b（18b）该两条辅助运动支链连杆并联组成，所述辅助运动支链连杆a（18a）、辅助运动支链连杆b（18b）均通过辅助运动支链滑块（20）与所述直线滑台的丝杠（23）连接，下端与所述辅助平台（4）连接；

每条辅助运动支链中，辅助运动支链上端的两个铰链的转动中心与下端的两个铰链的转动中心构成一个平行四边形的四个顶点。

6.根据权利要求1所述的五自由度光学镜面加工设备，其特征在于：所述滑台结构均相同，均为滚珠丝杠型直线滑台，五个直线滑台沿滑块滑动方向依次包括丝杠驱动电机（21）、联轴器（22）和丝杠（23），所述丝杠（23）布置在五个直线滑台中，并且丝杠（23）轴线汇聚于一点。

7.根据权利要求1所述的五自由度光学镜面加工设备，其特征在于：三条辅助运动支链与辅助平台（4）的连接中心点在机架内部下表面上的三个投影点、两条主运动支链与动平台（3）的连接中心点在机架（1）内部下表面上的两个投影点，与辅助平台（4）的中心点在机架（1）内部下表面的投影点间的连线为五条相交于一点的直线，相邻两条直线间夹角均为72°。

8.根据权利要求1所述的五自由度光学镜面加工设备，其特征在于：所述动平台（3）和辅助平台（4）间通过辅助平台虎克铰（24）连接；所述五个直线滑台、动平台（3）、辅助平台（4）与两条主运动支链、三条辅助运动支链之间为铰连接，包括虎克铰和球铰链；所述镜面支撑与固定装置（7）中，镜面轴向支撑采用多液压缸的液压Whiffletree支撑，径向支撑采用切向杆Bipod支撑。