[发明专利]元件夹持装置

说明书

技术领域

本发明涉及装置制造技术领域，尤其涉及一种元件夹持装置。

背景技术

高功率固体激光系统中，光学元件是采用四周固定支撑的方式安装在矩形支撑金属框中，然后再将支撑金属框安装到系统中的固定支架上。随着高功率固体激光技术的不断发展，对固体激光的功率和光束质量提出了更高的要求，用于放大激光光路的能量的光学元件的尺寸也随着增大。

光学元件尺寸的增大，对使用过程中的夹持方式提出了非常高的要求。一方面，夹持力需要能够平衡光学元件自身的重力以及在安装过程中的扰动力，避免光学元件从支撑金属框中脱落。另一方面，在高功率激光器运行过程中，光学元件由于受到激光辐照的影响，会产生热形变。热形变包括由材料受热沿轴向的热膨胀、温度变化产生的热应力导致的形变和由于支撑金属框对光学元件的自由膨胀限制而导致的绕曲变形等三部分。

对于光学元件夹持方法及装置的研究引起了很多技术人员的关注。参考文献1(中国发明专利：申请号01273469.1)提出了一种用于激光腔镜及导光系统中反射镜的镜架，激光镜位于镜架内，由压紧螺丝固定，压紧螺丝头部为圆锥头，呈小锥度圆台形，激光镜侧面打三个固定孔，孔口研磨出与压紧螺丝圆锥头锥度相同的环带，压紧螺丝分别从镜架上对应激光镜固定孔位置固定激光镜。参考文献2(美国发明专利第4763991号)提出的光学元件夹持机构采用三点支撑方式，每个支撑点通过锁紧机构夹紧光学元件。三个锁紧机构可以通过联动调整光学元件的位置和姿态。

然而，申请人发现：在将光学元件安装到矩形支撑金属框的过程中、搬运安装有光学元件的金属框时，由于安装和搬运振动等，位置固定不变的胶钉、固定不变的点载荷很难平衡或抵消扰动力。夹持力较大将会在光学元件内部产生残余的微应力；夹持力过小，则光学元件有可能偏离原来的位置甚至脱落。并且，已有的夹持方式不能根据光学元件所处工作环境温度和工作环境湿度的变换，相应的调节夹持点的位置和施加到光学元件的点载荷力，也会造成光学元件的变形。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述的一个或多个问题，本发明提供了一种元件夹持装置，以依据元件的受力情况，自动调整夹持点的位置以及施加的夹持力。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种元件夹持装置，包括：夹持框，用于对元件施加夹持力以固定元件；压力采集单元，用于采集夹持框对元件施加的夹持力，并将夹持力输入到控制单元；控制单元，用于至少根据预设的元件期望变形量，计算夹持框的应该施加的夹持力值，然后驱动夹持框以所述夹持力值对元件施加夹持力。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明元件夹持装置具有以下有益效果：

(1)根据元件的受力情况来调整夹持点的位置以及施加的夹持力，从而减少光学元件的变形；

(2)进一步地，根据元件的受力情况、工作环境温度、工作环境湿度来调整夹持点的位置及夹持力的大小，可以避免损伤光学元件，从而可以在不同的工作环境温度和工作环境湿度条件下使用该装置；

(3)进一步地，提出了一种根据元件的受力情况、工作环境温度、工作环境湿度来计算夹持点的位置及夹持力的大小的计算方法，从而可以提高光学元件夹持的精度和准确性。

附图说明

图1根据本发明实施例元件夹持装置的结构示意图；

图2为图1所示元件夹持装置中夹持框的结构示意图；

图3为图1所示元件夹持装置中压力采集单元的工作原理图；

图4为图1所示元件夹持装置中温度湿度采集单元的工作原理图；

图5为图1所示元件夹持装置中控制单元4的结构示意图；

图6为图5所示控制单元4中夹持计算模块45的结构示意图；

图7为图6所示夹持计算模块45中夹持位置和力计算子模块453进行夹持位置和力计算的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。