[發明專利]一種氣壓連續可調雙自由度輪式氣囊拋光裝置

無效

• 申請號: 201310418928.7
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103465131A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 程灝波;董志超;劉楊;蘇景詩;吳恒宇;楊昊;譚漢元
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B24B13/00
• 分類號: B24B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種氣壓連續可調雙自由度輪式氣囊拋光裝置，包括支架、轉接板、自轉電機、公轉電機、自轉電機座、公轉電機座、自轉電機皮帶輪、公轉電機皮帶輪、自轉驅動軸、自轉驅動軸上/下齒輪、自轉驅動軸上/下氣動旋轉接頭、公轉驅動套筒、公轉驅動套筒齒輪、公轉驅動套筒軸承、自轉驅動軸上/下軸承、傘齒輪、第一/二自轉傳遞桿、第一/二自轉傳遞桿軸承、第一/二自轉傳遞桿齒輪、自轉軸齒輪、自轉軸左/右軸承、自轉軸氣動旋轉接頭、拋光輪、拋光輪擋板、氣囊、公轉箱體、公轉箱體左/右側護板、公轉箱體左/右下護板;

上述組成部分的連接關系為：

自轉電機固定在自轉電機座上，自轉電機座固定在支架上，支架固定在轉接板上，公轉電機固定在公轉電機座上，公轉電機座也固定在支架上，自轉電機皮帶輪與自轉驅動軸的上齒輪連接，自轉驅動軸通過軸承固定在公轉驅動套筒中；公轉電機皮帶輪與公轉驅動套筒齒輪通過皮帶連接，公轉驅動套筒通過公轉驅動套筒軸承固定在支架上，公轉驅動套筒下端通過螺釘與公轉箱體固定在一起；氣體從自轉驅動軸的上旋轉接頭進入中空的自轉驅動軸，傳到自轉驅動軸下氣動旋轉接頭，其通過氣管與自轉軸氣動旋轉接頭連接；自轉驅動軸下齒輪與第一自轉傳遞桿齒輪直接接觸，第一自轉傳遞桿下端的傘齒輪與第二自轉傳遞桿的傘齒輪直接連接，第一自轉傳遞桿通過軸承旋轉固定在公轉箱體上，第二自轉傳遞桿通過軸承旋轉安裝在公轉箱體的左側護板上；第二自轉傳遞桿的齒輪通過皮帶與自轉軸齒輪連接，自轉軸兩端通過軸承分別固定在公轉箱體的左/右側護板上；公轉箱體左/右側護板分別通過螺釘固定在公轉箱體上；公轉箱體左/右下護板分別通過螺釘固定在公轉箱體上；拋光輪安裝在自轉軸上，氣體通過中空的自轉軸進入拋光輪的通氣孔，進而進入氣囊中；自轉軸通過鍵槽帶動拋光輪旋轉，產生自轉運動；公轉箱體的轉動帶動拋光輪做公轉運動，氣囊隨拋光輪做公自轉運動，產生類高斯的去除函數，實現高收斂性的超精密光學表面加工；

本發明所述的一種氣壓連續可調雙自由度輪式氣囊拋光裝置的工作過程如下：加工過程中，通過精密數控機床將該拋光裝置移動到工件上待加工點的位置，通過控制該裝置在Z方向的位置，使氣囊與工件接觸并下壓一定的距離，開啟氣泵，氣體通過自轉驅動軸上氣動旋轉接頭進入該裝置，依次通過中空的自轉驅動軸、自轉驅動軸下氣動旋轉接頭、氣管、自轉軸氣動旋轉接頭、中空的自轉軸、拋光輪的通氣管道，最后進入氣囊，對接觸的光學表面施加穩定的壓力；自轉電機利用皮帶和帶輪的傳遞，依次帶動自轉驅動軸、第一/二自轉傳遞桿、自轉軸、拋光輪轉動，最終由拋光輪帶動氣囊產生自轉運動；公轉電機通過皮帶和帶輪帶動公轉驅動套筒轉動，公轉驅動套筒帶動公轉箱體旋轉，進而帶動拋光輪和氣囊做公轉運動；氣囊做公自轉雙自由度的運動，在接觸面上產生類高斯狀的去除函數，結合各種加工路徑和駐留時間，對光學元件的表面進行確定性的加工。

2.根據權利要求1所述的一種氣壓連續可調雙自由度輪式氣囊拋光裝置，其特征在于：所述的自轉運動由自轉電機產生，經過各級齒輪和皮帶的傳動，最終帶動氣囊繞自轉軸旋轉。

3.根據權利要求1所述的一種氣壓連續可調雙自由度輪式氣囊拋光裝置，其特征在于：所述的公轉運動由公轉電機產生，帶動公轉驅動套筒旋轉，公轉驅動套筒帶動拋光輪做公轉運動。

4.根據權利要求1所述的一種氣壓連續可調雙自由度輪式氣囊拋光裝置，其特征在于：所述的輪式氣囊在光學元件表面做公自轉運動，產生旋轉對稱的類高斯狀去除函數。

5.根據權利要求1所述的一種氣壓連續可調雙自由度輪式氣囊拋光裝置，其特征在于：所述的拋光工具為輪胎狀的氣囊，輪式氣囊固定在拋光輪上，通過定量調節氣囊的壓縮量和氣壓來改變施加在拋光區域上的壓力以及接觸區域的大小。

6.根據權利要求1所述的一種氣壓連續可調雙自由度輪式氣囊拋光裝置，其特征在于：所述的氣體首先經過一個旋轉接頭進入該裝置，并通過氣管和旋轉接頭進入中空的自轉軸，再經過拋光輪內的通氣孔進入氣囊，氣囊內的壓力連續可調。

7.根據權利要求1所述的一種氣壓連續可調雙自由度輪式氣囊拋光裝置，其特征在于：所述的公轉箱體左/右側護板、公轉箱體左/右下護板均與公轉箱體通過螺釘連接，方便拆卸。

8.根據權利要求1所述的一種氣壓連續可調雙自由度輪式氣囊拋光裝置，其特征在于：所述的軸、齒輪、套筒、軸承、支架都由高強度的材料制成。