雙晶單色器鏡箱調(diào)節(jié)裝置——點(diǎn)槽面機(jī)構(gòu)的研究.pdf

1、同步輻射是高能帶電粒子在加速器中以接近光速的速度作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿切線方向發(fā)出的電磁輻射，它具有極為優(yōu)異的光學(xué)特性。同步輻射實(shí)現(xiàn)了很多過去所不能實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)條件，在各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，是少數(shù)能為眾多學(xué)科服務(wù)的科學(xué)裝置。 北京同步輻射實(shí)驗(yàn)室生物大分子晶體學(xué)實(shí)驗(yàn)線站是中國(guó)生物大分子晶體學(xué)研究的重要科學(xué)實(shí)驗(yàn)基地。在光束線站中，雙晶單色器是最主要的光學(xué)元件之一，它起著把入射同步輻射光單色化的作用。單色器鏡箱位置的調(diào)節(jié)與控制對(duì)獲得理想的出

2、射光位置起著重要作用。本文研究的目的是設(shè)計(jì)一種支撐系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單色器鏡箱位置的精確可調(diào)。 本文設(shè)計(jì)了一種點(diǎn)槽面機(jī)構(gòu)支撐系統(tǒng)，用以對(duì)單色器鏡箱的空間位置進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。點(diǎn)槽面機(jī)構(gòu)是一種三點(diǎn)支撐系統(tǒng)，三點(diǎn)的支撐是分別是點(diǎn)支撐，槽支撐和面支撐，各支撐采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠副運(yùn)動(dòng)。通過對(duì)點(diǎn)槽面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立單色器第一晶體晶面中心三個(gè)線自由度和三個(gè)角自由度變化量和點(diǎn)槽面機(jī)構(gòu)三點(diǎn)支撐中六臺(tái)直線驅(qū)動(dòng)器運(yùn)動(dòng)量之間的幾何關(guān)系及函數(shù)關(guān)系，及出

3、射光光斑位置與上述6個(gè)自由度之間的關(guān)系。根據(jù)這些關(guān)系，通過控制六臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)可以達(dá)到精確調(diào)整鏡箱空間位置及獲得理想出射光位置的目的。 鏡箱位置調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一個(gè)由軟件、硬件組成的機(jī)電控制系統(tǒng)，本文還對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械部分進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，闡述了軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，并給出了管理核心模塊的實(shí)現(xiàn)程序的代碼及其解釋。 點(diǎn)槽面機(jī)構(gòu)中除了三個(gè)支撐的特性影響著整個(gè)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)精度外，機(jī)構(gòu)的支承面板也是一重要零件。本文運(yùn)用有限元分析的方法，對(duì)