專利名稱：高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種透鏡在線調焦裝置。
背景技術：
在慣性約束激光核聚變裝置中，終端光學組件位于整個激光鏈的末端，包含了多種大口徑光學兀件及其控制、傳動系統和復雜的機械結構，是一個集成了光、機、電的復雜系統。神光-1II原型裝置終端光學組件為激光打靶的注入系統，包含激光整形、激光倍頻、激光束聚焦注入、參數取樣、靶碎片屏蔽等多種功能。該組件可分為兩個相對獨立的模塊，分別為倍頻模塊和透鏡模塊。其中，透鏡模塊中的打靶透鏡的空間位置精度要求較高，需要一個專門的透鏡調整機構進行三維精密調節，以滿足特定精度要求，從而保證激光聚焦位置的正確性。
發明內容
本發明要解決的技術問題是:為了解決缺少專門的透鏡調整機構進行三維精密調節的問題，提供了一種高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置包括透鏡框、俯仰框、水平框、升降框、支撐框架、透鏡、透鏡框滑道、升降滑塊左固定座、升降滑塊右固定座、溜板、第一左升降滑塊、第二左升降滑塊、第一右升降滑塊、第二右升降滑塊、第一導軌、第二導軌、第三導軌、第四導軌、第三左水平滑塊、第四左水平滑塊、第三右水平滑塊、第四右水平滑塊、第一軸、第二軸、溜板滑塊左固定座、溜板滑塊右固定座、第一左溜板滑塊、第二左溜板滑塊、第一右溜板滑塊、第二右溜板滑塊、左溜板導軌、右溜板導軌和上蓋板，透鏡框內裝有透鏡，透鏡框設在透鏡框滑道內，透鏡框滑道與升降框連接，升降框的一側裝有升降滑塊左固定座，升降框的另一側裝有升降滑塊右固定座，升降滑塊左固定座內裝有第一左升降滑塊和第 二左升降滑塊，升降滑塊右固定座內安裝有第一右升降滑塊和第二右升降滑塊，水平框的前側設有平行設置的第一導軌和第二導軌，升降框通過第一左升降滑塊、第二左升降滑塊、第一右升降滑塊和第二右升降滑塊在第一導軌和第二導軌內沿豎直方向滑動；水平框的后側裝有平行設置的第三導軌和第四導軌，俯仰框的前端面上側分別安裝有與第三導軌相對應的第三左水平滑塊和第三右水平滑塊，俯仰框前端面下側分別安裝有與第四導軌相對應的第四左水平滑塊和第四右水平滑塊，水平框通過第三左水平滑塊、第四左水平滑塊、第三右水平滑塊和第四右水平滑塊沿橫向在第三導軌和第四導軌內滑動；溜板的一側壁兩端各設有軸孔，第一軸和第二軸各裝在相對應的軸孔內，俯仰框的上側壁裝在第一軸和第二軸上且俯仰框可繞第一軸和第二軸旋轉，溜板上端面的每側分別裝有溜板滑塊左固定座和溜板滑塊右固定座，溜板滑塊左固定座的內側安裝有第一左溜板滑塊和第二左溜板滑塊，所溜板滑塊右固定座的內側安裝有第一右溜板滑塊和第二右溜板滑塊，溜板上設有上蓋板，上蓋板的底端面上設有平行設置的左溜板導軌和右溜板導軌，第一左溜板滑塊和第二左溜板滑塊在左溜板導軌內滑動，第一右溜板滑塊和第二右溜板滑塊和右溜板導軌內滑動，上蓋板的一側裝在支撐框架的側壁上。本發明的有益效果是:1、可應用于高通量、大口徑透鏡的調焦；2、調整精度高，能實現五維精密調焦；3、剛度高、運動順暢、導軌不承受翻轉力矩和便于控制；4、結構緊湊，可靠性高；5、透鏡框插拔方便，能滿足快速更換的需求，6、可實現潔凈沖掃功能。
圖1是本發明所述的高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置的立體圖，圖2是本發明的立體圖(去掉上蓋板)，圖3是圖1的軸對稱立體圖，圖4是第一電控微驅動機構的示意圖。
具體實施例方式具體實施 方式一:結合圖1-圖4說明本實施方式，本實施方式的裝置包括透鏡框
1、俯仰框2、水平框3、升降框4、支撐框架5、透鏡7、透鏡框滑道8、升降滑塊左固定座91、升降滑塊右固定座92、溜板10、第一左升降滑塊11、第二左升降滑塊12、第一右升降滑塊13、第二右升降滑塊14、第一導軌15、第二導軌16、第三導軌17、第四導軌18、第三左水平滑塊
21、第四左水平滑塊22、第三右水平滑塊、第四右水平滑塊、第一軸25、第二軸26、溜板滑塊左固定座27、溜板滑塊右固定座28、第一左溜板滑塊31、第二左溜板滑塊32、第一右溜板滑塊33、第二右溜板滑塊34、左溜板導軌35、右溜板導軌36和上蓋板37，透鏡框I內裝有透鏡7，透鏡框I設在透鏡框滑道8內，透鏡框滑道8與升降框4連接，升降框4的一側裝有升降滑塊左固定座91，升降框4的另一側裝有升降滑塊右固定座92，升降滑塊左固定座91內裝有第一左升降滑塊11和第二左升降滑塊12，升降滑塊右固定座92內安裝有第一右升降滑塊13和第二右升降滑塊14，水平框3的前側設有平行設置的第一導軌15和第二導軌16，升降框4通過第一左升降滑塊11、第二左升降滑塊12、第一右升降滑塊13和第二右升降滑塊14在第一導軌15和第二導軌16內沿豎直方向滑動；水平框3的后側裝有平行設置的第三導軌17和第四導軌18，俯仰框2的前端面上側分別安裝有與第三導軌17相對應的第三左水平滑塊21和第三右水平滑塊，俯仰框2前端面下側分別安裝有與第四導軌18相對應的第四左水平滑塊22和第四右水平滑塊，水平框3通過第三左水平滑塊21、第四左水平滑塊22、第三右水平滑塊和第四右水平滑塊沿橫向在第三導軌17和第四導軌18內滑動；溜板的一側壁兩端各設有軸孔，第一軸25和第二軸26各裝在相對應的軸孔內，俯仰框2的上側壁裝在第一軸25和第二軸26上且俯仰框2可繞第一軸25和第二軸26旋轉,溜板上端面的每側分別裝有溜板滑塊左固定座27和溜板滑塊右固定座28，溜板滑塊左固定座27的內側安裝有第一左溜板滑塊31和第二左溜板滑塊32，所溜板滑塊右固定座28的內側安裝有第一右溜板滑塊33和第二右溜板滑塊34，溜板上設有上蓋板37，上蓋板37的底端面上設有平行設置的左溜板導軌35和右溜板導軌36，第一左溜板滑塊31和第二左溜板滑塊32在左溜板導軌35內滑動，第一右溜板滑塊33和第二右溜板滑塊34和右溜板導軌36內滑動，上蓋板37的一側裝在支撐框架5的側壁上。
具體實施方式
二:結合圖3說明本實施方式，本實施方式的溜板下面裝有沖掃板38，沖掃板38上端面設有充氣孔，沖掃板38的下端面開有陣列式出氣孔，沖掃板38可接入潔凈空氣，以凈化支撐框架內部的空氣環境。其他結構與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三:結合圖1說明本實施方式，本實施方式的透鏡框滑道8左側安裝有第一電控微驅動機構61，所述第一電控微驅動機構61通過柔性連接件71與水平框3的左側相連，第一電控微驅動機構61可驅動透鏡框滑道8沿豎直方向直線運動，繼而驅動透鏡框I和升降框4相對于水平框3實現豎直方向直線運動。其他結構與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四:結合圖1說明本實施方式，本實施方式的俯仰框2下側安裝有第二電控微驅動機構62，所述的第二電控微驅動機構62通過柔性連接件72與水平框3的下側相連，第二電控微驅動機構62可驅動透鏡框滑道8、透鏡框1、升降框4和水平框3相對于俯仰框2實現水平方向直線運動。其他結構與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五:結合圖1說明本實施方式，本實施方式的支撐框架5下面的右內側安裝有彎板75，彎板75上安裝有第三電控微驅動機構63，第三電控微驅動機構63通過柔性連接件73與俯仰框2的下側連接，第三電控微驅動機構63可驅動俯仰框2、透鏡框滑道8、透鏡框1、升降框4和水平框3繞第一軸25和第二軸26旋轉。其他結構與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六:結合圖3說明本實施方式，本實施方式的上蓋板37下側安裝有第四電控微驅動機構64，第四電控微驅動機構64通過第四柔性連接機構74與溜板的上端面相連，當第三電控微驅動機構63和第四電控微驅動機構64同步工作時，實現溜板、俯仰框2、透鏡框滑道8、透鏡框1、升降框3和水平框3沿厚度方向直線運動。其他結構與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七:結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式的支撐框架5上面內側安裝有橫梁51，橫梁51的一側開有貫穿第一螺紋孔52和第二螺紋孔53，第一螺栓54裝在第一螺紋孔52內，第二螺栓55裝在第二螺紋孔53內，上蓋板37與橫梁51通過第一螺栓54和第二螺栓55連接,第一螺栓54和第二螺栓55各設在橫梁的一側，上蓋板37通過調整第一螺栓54和第二螺栓55的運動繞上蓋板37右后末側的定位銷旋轉。其他結構與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
八:結合圖4說明本實施方式,本實施方式的第一電控微驅動機構61、第二電控微驅動機構62、第三電控微驅動機構63和第四電控微驅動機構64的結構相同，第一電控微驅動機構61包括步進電機81、行星減速器82、柔性聯軸器83、軸承座84、驅動螺母連接件85、驅動絲桿86和滾動導軌87，步進電機81的輸出軸通過行星減速器82與柔性聯軸器83的一端傳動連接，柔性聯軸器83的 另一端通過軸承座84與驅動絲桿86的一端傳動連接，驅動絲桿86通過驅動驅動螺母連接件85與滾動導軌87連接。其他結構與具體實施方式
一相同。
權利要求
1.一種高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置，其特征在于所述裝置包括透鏡框(I)、俯仰框(2)、水平框(3)、升降框(4)、支撐框架(5)、透鏡(7)、透鏡框滑道(8)、升降滑塊左固定座(91)、升降滑塊右固定座(92)、溜板、第一左升降滑塊(11)、第二左升降滑塊(12)、第一右升降滑塊(13)、第二右升降滑塊(14)、第一導軌(15)、第二導軌(16)、第三導軌(17)、第四導軌(18)、第三左水平滑塊(21)、第四左水平滑塊(22)、第三右水平滑塊、第四右水平滑塊、第一軸(25)、第二軸(26)、溜板滑塊左固定座(27)、溜板滑塊右固定座(28 )、第一左溜板滑塊(31)、第二左溜板滑塊(32 )、第一右溜板滑塊(33 )、第二右溜板滑塊(34),左溜板導軌(35)、右溜板導軌(36)和上蓋板(37)，透鏡框(I)內裝有透鏡(7)，透鏡框(I)設在透鏡框滑道(8)內，透鏡框滑道(8)與升降框(4)連接，升降框(4)的一側裝有升降滑塊左固定座(91)，升降框(4)的另一側裝有升降滑塊右固定座(92)，升降滑塊左固定座(91)內裝有第一左升降滑塊(11)和第二左升降滑塊(12)，升降滑塊右固定座(92)內安裝有第一右升降滑塊(13)和第二右升降滑塊(14)，水平框(3)的前側設有平行設置的第一導軌(15)和第二導軌(16)，升降框(4)通過第一左升降滑塊(11)、第二左升降滑塊(12)、第一右升降滑塊(13)和第二右升降滑塊(14)在第一導軌(15)和第二導軌(16)內沿豎直方向滑動；水平框(3)的后側裝有平行設置的第三導軌(17)和第四導軌(18)，俯仰框(2)的前端面上側分別安裝有與第三導軌(17)相對應的第三左水平滑塊(21)和第三右水平滑塊，俯仰框(2)前端面下側分別安裝有與第四導軌(18)相對應的第四左水平滑塊(22)和第四右水平滑塊，水平框(3)通過第三左水平滑塊(21)、第四左水平滑塊(22)、第三右水平滑塊和第四右水平滑塊沿橫向在第三導軌(17)和第四導軌(18)內滑動；溜板的一側壁兩端各設有軸孔，第一軸(25)和第二軸(26)各裝在相對應的軸孔內，俯仰框(2)的上側壁裝在第一軸(25)和第二軸(26)上且俯仰框(2)可繞第一軸(25)和第二軸(26)旋轉,溜板上端面的每側分別裝有溜板滑塊左固定座(27)和溜板滑塊右固定座(28)，溜板滑塊左固定座(27)的內側安裝有第一左溜板滑塊(31)和第二左溜板滑塊(32)，所溜板滑塊右固定座(28)的內側安裝有第一右溜板滑塊(33)和第二右溜板滑塊(34)，溜板上設有上蓋板(37)，上蓋板(37)的底端面上設有平行設置的左溜板導軌(35)和右溜板導軌(36)，第一左溜板滑塊(31)和第二左溜板滑塊(32 )在左溜板導軌(35 )內滑動，第一右溜板滑塊(33 )和第二右溜板滑塊(34)和右溜板·導軌(36)內滑動，上蓋板(37)的一側裝在支撐框架(5)的側壁上。
2.根據權利要求1所述的高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置，其特征在于溜板下面裝有沖掃板(38)，沖掃板(38)上端面設有充氣孔，沖掃板(38)的下端面開有陣列式出氣孔。
3.根據權利要求1所述的高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置，其特征在于透鏡框滑道(8 )左側安裝有第一電控微驅動機構(61)，所述第一電控微驅動機構(61)通過柔性連接件(71)與水平框(3)的左側相連，第一電控微驅動機構(61)可驅動透鏡框滑道(8)沿豎直方向直線運動，繼而驅動透鏡框(I)和升降框(4 )相對于水平框(3 )實現豎直方向直線運動。
4.根據權利要求1所述的高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置，其特征在于俯仰框(2)下側安裝有第二電控微驅動機構(62)，所述的第二電控微驅動機構(62)通過柔性連接件(72)與水平框(3)的下側相連，第二電控微驅動機構(62)可驅動透鏡框滑道(8)、透鏡框(I)、升降框(4)和水平框(3)相對于俯仰框(2)實現水平方向直線運動。
5.根據權利要求1所述的高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置，其特征在于支撐框架(5)下面的右內側安裝有彎板(75)，彎板(75)上安裝有第三電控微驅動機構(63)，第三電控微驅動機構(63 )通過柔性連接件(73 )與俯仰框(2 )的下側連接，第三電控微驅動機構(63)可驅動俯仰框(2)、透鏡框滑道(8)、透鏡框(I)、升降框(4)和水平框(3)繞第一軸(25)和第二軸(26)旋轉。
6.根據權利要求1所述的高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置，其特征在于上蓋板(37)下側安裝有第四電控微驅動機構(64)，第四電控微驅動機構(64)通過第四柔性連接機構(74)與溜板的上端面相連，當第三電控微驅動機構(63)和第四電控微驅動機構 (64)同步工作時，實現溜板、俯仰框(2)、透鏡框滑道(8)、透鏡框(I)、升降框(3)和水平框(3)沿厚度方向直線運動。
7.根據權利要求1所述的高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置，其特征在于支撐框架(5)上面內側安裝有橫梁(51)，橫梁(51)的一側開有貫穿第一螺紋孔(52)和第二螺紋孔(53)，第一螺栓(54)裝在第一螺紋孔(52)內，第二螺栓(55)裝在第二螺紋孔(53)內，上蓋板(37)與橫梁(51)通過第一螺栓(54)和第二螺栓(55)連接。
8.根據權利要求1所述的高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置，其特征在于第一電控微驅動機構(61)、第二電控微驅動機構(62)、第三電控微驅動機構(63)和第四電控微驅動機構(64)的結構相同，第一電控微驅動機構(61)包括步進電機(81)、行星減速器(82)、柔性聯軸器(83)、軸承座(84)、驅動螺母連接件(85)、驅動絲桿(86)和滾動導軌(87)，步進電機(81)的輸出軸通過行星減速器(82)與柔性聯軸器(83)的一端傳動連接，柔性聯軸器(83)的另一端通過軸承座(84)與驅動絲桿(86)的一端傳動連接，驅動絲桿(86)通過驅動驅動螺母連接件(85)與滾動導軌(87)連接。
全文摘要
高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置，它涉及一種透鏡在線調焦裝置。該它解決缺少專門的透鏡調整機構進行三維精密調節的問題，提供了一種高通量大口徑高精度透鏡四維在線調焦裝置的問題。透鏡框內裝有透鏡，透鏡框設在透鏡框滑道內，透鏡框滑道與升降框連接，升降框在第一導軌和第二導軌內沿豎直方向滑動，水平框沿橫向在第三導軌和第四導軌內滑動。本發明用于透鏡在線調焦。
文檔編號G02B27/62GK103235392SQ20131015585
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月28日 優先權日2013年4月28日
發明者梁迎春, 陳家軒, 謝文坤, 劉海濤, 于福利, 張慶春 申請人:哈爾濱工業大學