[发明专利]一种在极端恶劣环境下工作的高精度光学回转工作台有效

专利信息
申请号: 201910246103.9 申请日: 2019-03-29
公开(公告)号: CN109940567B 公开(公告)日: 2023-07-04
发明(设计)人: 闫志欣;王波涛;舒嵘;徐卫明 申请(专利权)人: 中国科学院上海技术物理研究所
主分类号: B25H1/00 分类号: B25H1/00;B25H1/14
代理公司: 上海沪慧律师事务所 31311 代理人: 郭英
地址: 200083 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 极端 恶劣 环境 工作 高精度 光学 回转 工作台
【权利要求书】:

1.一种在极端恶劣环境下工作的高精度光学回转工作台,包括回转工作台基座(1)、回转轴系(2)、传动机构(3)、防尘环(4)、以及驱动电机(5),其特征在于:

所述的回转轴系(2)包括:主轴(2-1)、内圈压盖(2-2)、轴承座(2-3)、超薄壁轴承(2-4)、外圈压盖(2-5);

所述的主轴(2-1)、内圈压盖(2-2)、轴承座(2-3)、外圈压盖(2-5)均采用与轴承钢相匹配的金属基复合材料制成,以适应对重量要求严格的场合;超薄壁轴承(2-4)放入轴承座(2-3)后,通过外圈压盖(2-5)固定,主轴(2-1)穿入超薄壁轴承(2-4)内孔中,使用内圈压盖(2-2)固定并对其施加预紧;使用端盖固定轴承内外圈,可以使空间占用最小化,以适应对空间限制严格的场合;超薄壁轴承(2-4)采用陶瓷滚动体或在其套圈沟道镀膜的方式实现轴承低温下的润滑,采用陶瓷滚动体时,热膨胀系数需要与轴承钢匹配;

所述的传动机构(3)包括:传动副一(3-1)、传动副二-固定(3-2)、传动副二-游动(3-3)、弹性元件(3-4)、预压螺母(3-5);

所述的传动副一(3-1)由聚酰亚胺材料制成,解决低温润滑的同时满足一定的使用寿命要求,其外圆周齿形表面与传动副二-固定(3-2)、传动副二-游动(3-3)啮合并传递转动,通过其端面与回转轴系(2)连接将转动输出给回转工作台;传动副二由传动副二-固定(3-2)和传动副二-游动(3-3)两部分组成,由同种金属材料制成,两部分相对独立,滑动配合,组合加工;可以是沿厚度方向切开齿轮,也可以是沿轴向切开的蜗杆;通过调整两部分相对位置(轴向或相对角度)使其与传动副一(3-1)双侧啮合,啮合通过弹性元件(3-4)预紧,并使用预压螺母(3-5)紧固;弹性元件(3-4)是由不锈钢制成的弹簧或扭簧,预压螺母(3-5)为不锈钢细牙螺母,与传动副二-固定(3-2)轴段上的外螺纹配合;

所述的回转工作台基座(1)底面固定,顶面安装回转轴系(2),传动机构(3)安装在其腔体内,侧面安装驱动电机(5);传动机构(3)输入端连接驱动电机(5),输出端连接回转轴系(2),将驱动电机(5)的输出转动细分后传递给回转轴系(2),实现回转工作台的高分辨率角度输出,传动机构(3)具有温度大范围变化后的消隙功能;回转轴系(2)底面安装在工作台基座(1)顶面,其输出主轴(2-1)顶部法兰用于光学负载安装,主轴(2-1)下端面连接传动机构(3)的输出端,主轴(2-1)内部开孔用于光路连通;防尘环(4)为聚酰亚胺材料制成的薄壁圆环,上半部嵌入式安装在主轴(2-1)法兰周向,下半部与轴承座(2-3)相接触,保证轴系防尘密封的可靠性,对轴系迷宫的入口进行了接触式密封;驱动电机(5)采用低温步进电机,输出轴接入传动机构(3)输入端,开环输出步进式转动,步距角经过传动机构(3)细分后实现最终回转工作台转动。

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