一種氣壓式力促動器的製作方法
2023-11-12 06:40:52
專利名稱：一種氣壓式力促動器的製作方法
技術領域：
本實用新型申請涉及在主動光學系統中一種對光學鏡加力的氣壓式力促動器，屬於機械裝置。
公知的機械類型的力促動器有兩種，
圖1為日本機械減速箱型力促動器的結構示意圖，其中力傳感器是由導軌支撐，使光學鏡變形所需的力是通過電機、減速箱、絲杆推動彈簧經力傳感器而實現的。這種力促動器只能沿縱向(軸向)對光學鏡作單向推力，且由於有減速箱，機構尺寸較大，造價相對也高。圖2為義大利液壓式力促動器的結構示意圖，由於要防止漏油，它的製作、工藝難度較大，且加力過程會引起位置的變化，所以須加彈簧使加力與定位分開，這樣就增加了結構的複雜性和成本。
本實用新型的目的就是針對上述現有技術的不足之處而提供一種氣壓式力促動器。該裝置由於使用了波紋管和彈簧支撐片，因而結構簡單、緊湊，性能穩定可靠，加工成本低，維修方便，同時該裝置沿縱向(軸向)可雙向施力，提高了使用效能。
本實用新型的設計方案為氣壓式力促動器由力傳感器、槓桿、彈簧支撐片、滾珠絲杆、平衡錘、電機等構成，在力傳感器與滾珠絲杆之間設置有波紋管，並通過聯結件分別與力傳感器和滾珠絲杆連接；槓桿(N≥1)的一端與光學鏡連接，另一端設置平衡錘；彈簧支撐片(M≥1)作為支點設置在光學鏡與平衡錘之間，其外側與支架固接，內側用以支撐槓桿。所述波紋管的內腔密封充氣，充氣氣壓為5×103～500×103Pa，其上、下端徑向截面的直徑比為1∶1～1∶2.5。
本實用新型結構簡單、工藝性好、成本低，不僅滿足了主動光學系統中光學鏡面對力促動器的技術要求，而且精度高、工作無噪音，特別是它能對光學鏡面沿縱向(軸向)雙向施力，提高了裝置的使用效能。
以下通過附圖及實施例對本實用新型作進一步詳述。
圖1為日本機械減速箱型力促動器的結構示意圖圖2為義大利液壓式力促動器的結構示意圖圖3為本實用新型實施例的結構示意圖。
圖4為圖3A-A剖視圖。
對照圖3、圖4，在本實施例中，力傳感器[4]的上端設有聯結件[3]，其上的螺釘[2]與光學鏡[1]膠接。力傳感器[4]的下端與滾珠絲杆[11]之間設置有波紋管[8]，它通過聯結件[7]、[9]分別與力傳感器[4]和滾珠絲杆[11]連接，滾珠絲杆螺母[10]通過聯結套[13]與步進電機[16]的旋轉軸連接。2個彈簧支撐片[6]支撐2根槓桿[5]，並設置在光學鏡[1]與平衡錘[12]之間且處於同一水平截面，它的外側與支架[14]固接，內側用以對槓桿[5]作徑向支撐。所述彈簧支撐片[6]在具體的結構設計中也可製成開有兩個以上槽口的彈簧圈片。
在結構設計中，為了利用空氣彈性使其成為傳遞壓力的介質，波紋管[8]的內腔設置為氣密封結構，內腔充氣的氣壓範圍在5×103～500×103Pa，本實施例為120×103Pa。為了使本裝置能雙向施力，同時防止拉壓時行程相差過大，波紋管[8]上、下端徑向截面的直徑比的設計範圍為1∶1-1∶2.5，本實施例為1∶1.4。另外，為了充分消除光學鏡[1]在空間運動時因重力變形的側向作用對其面形的影響，彈簧支撐片[6]在槓桿[5]中的位置應符合如下公式W×L1=F×L2其中W為平衡錘重量，F為光學鏡重量，L1為彈簧支撐片至平衡錘重心的距離，L2為彈簧支撐片至光學鏡的距離。
本實施例的工作原理為以力傳感器[4]為測力元件，步進電機[16]為驅動元件，通過滾珠絲杆[11]將轉動變為平動，然後通過為密封的波紋管[8]減速將所需的力作用到光學鏡[1]或其它物體上，力傳感器[4]測出的力與所需要的力之差通過反饋系統[17]進行自動調整，直到所加的力達到理想狀態。
權利要求1．一種氣壓式力促動器，由力傳感器、槓桿、彈簧支撐片、滾珠絲杆、平衡錘、電機等構成，其特徵為在力傳感器與滾珠絲杆之間設置有波紋管，並通過聯結件分別與力傳感器和滾珠絲杆連接；槓桿(N≥1)的一端與光學鏡連接，另一端連接平衡錘；彈簧支撐片(M≥1)作為支點設置在光學鏡與平衡錘之間，其外側與支架固接，內側用以支撐槓桿。
2．根據權利要求1所述的氣壓式力促動器，其特徵為波紋管的內腔密封充氣，充氣氣壓為5×103～500×103Pa，其上、下端徑向截面的直徑比為1∶1～1∶2.5。
專利摘要本實用新型公開了一種用於主動光學系統中對光學鏡加力的氣壓式力促動器,它在力傳感器與滾珠絲杆之間設置有密封充氣的波紋管,驅動電機通過滾珠絲杆將轉動變為平動,然後通過為密封的波紋管減速將所需的力作用到光學鏡或其它物體上,力傳感器測出的力與所需要的力之差通過反饋系統(17)進行自動調整,直到所加的力達到理想狀態。
文檔編號G02B7/182GK2308096SQ9723630
公開日1999年2月17日 申請日期1997年6月12日 優先權日1997年6月12日
發明者姚正秋, 王躍飛, 崔向群 申請人:中國科學院南京天文儀器研製中心