慣性約束核聚變裝置光路復(fù)雜,打靶精度高,對(duì)主機(jī)裝置中的各光學(xué)元件均有較高的要求。大口徑反射鏡主要用于激光傳輸過(guò)程的準(zhǔn)直引導(dǎo),其面形精度與位姿調(diào)整精度直接影響主機(jī)裝置的準(zhǔn)直精度,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性則直接影響激光打靶的結(jié)構(gòu)漂移。為此,研制一種高精度并聯(lián)電動(dòng)反射鏡架,針對(duì)反射鏡的面形精度、位姿調(diào)整精度、穩(wěn)定性指標(biāo)展開(kāi)研究,對(duì)提高主機(jī)裝置的打靶精度具有重要意義。首先,針對(duì)大口徑熔石英玻璃的支撐方式展開(kāi)研究。在國(guó)內(nèi)外大口徑反射鏡支撐方式研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)兩種周邊支撐方案,并通過(guò)有限元法分析其表面形變。方案一面形精度高,但其定位與裝配較為繁瑣,而反射鏡數(shù)量較多且需要經(jīng)常進(jìn)行拆裝與清洗,故該方案存在一定局限性。方案二拆裝簡(jiǎn)單,通過(guò)正交分析的方法確定其優(yōu)水平參數(shù),在優(yōu)水平參數(shù)理想狀態(tài)下其面形精度與方案一接近,并分析現(xiàn)有工藝水平下螺釘鎖緊力誤差對(duì)方案二反射鏡表面面形精度造成的影響,最終確定反射鏡的支撐方案。其次,根據(jù)反射鏡的位姿調(diào)整要求,設(shè)計(jì)并聯(lián)電動(dòng)反射鏡架的運(yùn)動(dòng)方式,以此為基礎(chǔ)進(jìn)行反射鏡架的關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)與總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),基于有限元法對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行校核。對(duì)設(shè)計(jì)完成的并聯(lián)電動(dòng)反射鏡架進(jìn)行模態(tài)分析與隨機(jī)振動(dòng)分析... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

VLITAT 望遠(yuǎn)鏡支撐結(jié)構(gòu)[7]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1-1VLITAT望遠(yuǎn)鏡支撐結(jié)構(gòu)[7]圖1-2SOFIA主反射鏡支撐結(jié)構(gòu)[10]ICF裝置中的反射鏡通常為長(zhǎng)方形，其通光口徑約為400mm，而根據(jù)反射鏡的位姿角度不同，其最長(zhǎng)邊通常能達(dá)到600mm。ICF裝置中的反射鏡相對(duì)空間望遠(yuǎn)鏡中采用的反射鏡通光口徑較小，且ICF裝置中反射鏡數(shù)量較多，安裝空間較為狹小，故目前各國(guó)均采用了相對(duì)簡(jiǎn)便的支撐方案。美國(guó)NIF裝置中的反射鏡選用了基于三點(diǎn)支撐的背部支撐方式，其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，在反射鏡的背部加工了三個(gè)定位孔，將柔性鉸鏈通過(guò)脹緊方式安裝在定位孔中，通過(guò)柔性鉸鏈實(shí)現(xiàn)其卸載及吸收應(yīng)變能的功能，三點(diǎn)的位置選取經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以使重力產(chǎn)生的鏡面變形達(dá)到最小[11]。而法國(guó)LMJ裝置中采用了一種通過(guò)機(jī)械式彈簧補(bǔ)償?shù)闹苓呏畏绞�，反射鏡支撐結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，反射鏡支撐方式原理圖如圖1-5所示，反射鏡背部邊緣共設(shè)置有十個(gè)支撐點(diǎn)，其中三個(gè)支撐點(diǎn)為等靜定點(diǎn)。通過(guò)高精度的加工及檢測(cè)，使其構(gòu)成的平面與理想鏡面平行，保證反射鏡的定位精度，剩余七個(gè)支撐點(diǎn)可通過(guò)專門設(shè)計(jì)的調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整其約束力，反射鏡側(cè)面共設(shè)置七個(gè)支撐點(diǎn)。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)確定其約束力理論值以保證反射鏡的面形精度達(dá)到最高，僅考慮其在重力及夾持作用下的表面變形仿真結(jié)果可達(dá)到124.4nm[12]。圖1-3NIF裝置反射鏡支撐結(jié)構(gòu)[11]圖1-4LMJ裝置反射鏡支撐結(jié)構(gòu)[12]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1-1VLITAT望遠(yuǎn)鏡支撐結(jié)構(gòu)[7]圖1-2SOFIA主反射鏡支撐結(jié)構(gòu)[10]ICF裝置中的反射鏡通常為長(zhǎng)方形，其通光口徑約為400mm，而根據(jù)反射鏡的位姿角度不同，其最長(zhǎng)邊通常能達(dá)到600mm。ICF裝置中的反射鏡相對(duì)空間望遠(yuǎn)鏡中采用的反射鏡通光口徑較小，且ICF裝置中反射鏡數(shù)量較多，安裝空間較為狹小，故目前各國(guó)均采用了相對(duì)簡(jiǎn)便的支撐方案。美國(guó)NIF裝置中的反射鏡選用了基于三點(diǎn)支撐的背部支撐方式，其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，在反射鏡的背部加工了三個(gè)定位孔，將柔性鉸鏈通過(guò)脹緊方式安裝在定位孔中，通過(guò)柔性鉸鏈實(shí)現(xiàn)其卸載及吸收應(yīng)變能的功能，三點(diǎn)的位置選取經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以使重力產(chǎn)生的鏡面變形達(dá)到最小[11]。而法國(guó)LMJ裝置中采用了一種通過(guò)機(jī)械式彈簧補(bǔ)償?shù)闹苓呏畏绞�，反射鏡支撐結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，反射鏡支撐方式原理圖如圖1-5所示，反射鏡背部邊緣共設(shè)置有十個(gè)支撐點(diǎn)，其中三個(gè)支撐點(diǎn)為等靜定點(diǎn)。通過(guò)高精度的加工及檢測(cè)，使其構(gòu)成的平面與理想鏡面平行，保證反射鏡的定位精度，剩余七個(gè)支撐點(diǎn)可通過(guò)專門設(shè)計(jì)的調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整其約束力，反射鏡側(cè)面共設(shè)置七個(gè)支撐點(diǎn)。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)確定其約束力理論值以保證反射鏡的面形精度達(dá)到最高，僅考慮其在重力及夾持作用下的表面變形仿真結(jié)果可達(dá)到124.4nm[12]。圖1-3NIF裝置反射鏡支撐結(jié)構(gòu)[11]圖1-4LMJ裝置反射鏡支撐結(jié)構(gòu)[12]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于EtherCAT通信協(xié)議的六軸機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 江磊.南京信息工程大學(xué) 2019
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[3]光機(jī)組件在線維護(hù)裝置的設(shè)計(jì)及其潔凈狀態(tài)研究[D]. 王燦濱.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3340227