[發(fā)明專利]一種柔性薄膜圓對稱周向預緊裝置

有效

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• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113103160B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 高國涵;杜俊峰;邊疆;雷柏平;李志煒;劉鑫;毛丹波;殷家家;劉盾;羅倩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: B25B11/00
• 分類號: B25B11/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明

本發(fā)明提供了一種柔性薄膜圓對稱周向預緊裝置，包括環(huán)形底座、壓環(huán)(含兩副橡膠圈)、緊固螺栓、柔性薄膜。其中環(huán)形底座作為主體結(jié)構(gòu)件支撐柔性薄膜并與壓環(huán)通過緊固螺栓連接，壓環(huán)通過內(nèi)嵌的內(nèi)側(cè)橡膠圈對薄膜施加摩擦力實現(xiàn)周向預緊，并通過內(nèi)嵌的底側(cè)橡膠圈施加正壓力將薄膜牢牢鎖緊。緊固螺栓均勻分布在環(huán)形底座與壓環(huán)上，薄膜夾于壓環(huán)和環(huán)形底座的間隙中，且薄膜邊緣位于壓環(huán)的底側(cè)橡膠圈與緊固螺栓區(qū)間，不與緊固螺栓接觸。首先將柔性薄膜裁剪為直徑略小于緊固螺栓包絡尺寸的圓形薄膜并平鋪于環(huán)形底座上表面，接著將壓環(huán)同心平行下壓使薄膜被周向預緊，最后將緊固螺栓全部均勻擰緊將柔性薄膜鎖死。

技術領域

本發(fā)明屬于柔性材料光學加工領域，具體涉及一種柔性薄膜圓對稱周向預緊裝置。

背景技術

在光學加工領域，鏡片普遍采用剛性材料，如石英、玻璃等。光學加工工藝要求材料有較高的機械強度和面形穩(wěn)定性，才能保證足夠的加工精度。柔性材料如聚合物光學薄膜具有極大的輕量化和成本優(yōu)勢近年來備受關注，但是較差的機械強度和面形穩(wěn)定性導致其無法直接作為光學鏡片應用。

發(fā)明內(nèi)容

為了在柔性材料上進行光學加工，本發(fā)明提供一種柔性薄膜圓對稱周向預緊裝置。

本發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案是：

本發(fā)明用于柔性薄膜圓對稱周向預緊裝置，所述的裝置含有環(huán)形底座、壓環(huán)、緊固螺栓和柔性薄膜，其中壓環(huán)的內(nèi)側(cè)和底側(cè)各內(nèi)嵌有一副橡膠圈；其連接關系是，所述的環(huán)形底座位于最下方，壓環(huán)位于最上方，柔性薄膜夾于環(huán)形底座和壓環(huán)之間，緊固螺栓將壓環(huán)和環(huán)形底座對準連接緊固。

所述的環(huán)形底座凸臺轉(zhuǎn)角處倒圓角且外側(cè)向內(nèi)傾角為4°，材料選擇包括但不限于鋁合金、不銹鋼、碳纖維等。所述的環(huán)形底座與柔性薄膜接觸的表面要求拋光，使其無毛刺、凸起，且具有較低的表面粗糙度。

所述的壓環(huán)轉(zhuǎn)角處倒圓角且內(nèi)側(cè)向內(nèi)傾角為4°，材料選擇包括但不限于鋁合金、不銹鋼、碳纖維等。所述的壓環(huán)與柔性薄膜接觸的表面要求拋光，使其無毛刺、凸起，且具有較低的表面粗糙度。

所述的壓環(huán)內(nèi)側(cè)邊壁鑲嵌有一副內(nèi)側(cè)橡膠圈，材料選擇包括但不限于天然橡膠、硅膠、丁晴橡膠等。內(nèi)側(cè)橡膠圈管徑選擇合理區(qū)間，使得內(nèi)側(cè)橡膠圈在環(huán)形底座凸臺上邊緣處開始接觸柔性薄膜并開始施加摩擦力，同時壓環(huán)的下邊緣可以接觸到環(huán)形底座。

所述的壓環(huán)底側(cè)邊壁鑲嵌有一副底側(cè)橡膠圈，材料選擇包括但不限于天然橡膠、硅膠、丁晴橡膠等。底側(cè)橡膠圈管徑選擇合理區(qū)間，使得壓環(huán)的下邊緣可以接觸到環(huán)形底座并對柔性薄膜施加足夠正壓力。

所述的緊固螺栓均勻分布于圓周，數(shù)量不少于6套。材料選擇包括但不限于不銹鋼、鋁合金等。所述的緊固螺栓的螺釘穿過壓環(huán)的通孔進入環(huán)形底座上預留的螺孔，在緊固過程中不接觸柔性薄膜以避免發(fā)生應力集中。

所述的柔性薄膜在預緊前需預先裁剪至合理直徑的圓形，該直徑的確定方法是當柔性薄膜被壓下并夾于壓環(huán)和環(huán)形底座之間后，其外邊緣應位于底側(cè)橡膠圈和緊固螺栓之間。材料選擇包括但不限于樹脂、有機玻璃、硅膠、聚氨酯、聚酰亞胺等。

所述的裝置工作流程如下：首先將柔性薄膜裁剪為直徑略小于緊固螺栓包絡尺寸的圓形薄膜并平鋪于環(huán)形底座上表面，接著將壓環(huán)同心平行下壓使薄膜被周向預緊，最后將緊固螺栓全部均勻擰緊將柔性薄膜鎖死。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于：

(1)本發(fā)明相比采用膠黏劑粘接固定柔性薄膜的方式而言，可以有效避免使用膠黏劑帶來的不可重復性，以及膠黏劑固化受透過率制約和膠黏劑分解老化的問題。

(2)本發(fā)明相比采用螺釘穿過柔性薄膜進行固定的方式而已，可以有效避免螺釘穿孔引起的應力集中和預緊力各向不均勻的問題。

(3)本發(fā)明在環(huán)形底座和壓環(huán)的接觸面設置了4°的自鎖傾斜角，可以有效提高柔性薄膜周向預緊后的鎖死程度。