[發(fā)明專利]一種用于強(qiáng)磁場與真空環(huán)境的多自由度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210014233.1
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114373556A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李波;雷明準(zhǔn);周海山;沈俊松;尹洲;戚強(qiáng);卯鑫;徐淑玲;李純元
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號: G21B1/11
• 分類號: G21B1/11
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 江亞平

本發(fā)明提供一種用于強(qiáng)磁場與真空環(huán)境的多自由度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，由安裝筒、水冷靶板座、角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、垂直調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、支撐框架組成，通過將驅(qū)動機(jī)構(gòu)后置，遠(yuǎn)離磁體的磁場作用范圍，實(shí)現(xiàn)電機(jī)在強(qiáng)磁場環(huán)境中的穩(wěn)定運(yùn)行；通過電機(jī)?傳動軸?蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的動力傳遞，實(shí)現(xiàn)測試靶板的角度調(diào)整；通過兩套電機(jī)?滾珠絲杠?曲臂的傳動機(jī)構(gòu)，分別實(shí)現(xiàn)測試靶板在水平橫向及垂直方向的位置調(diào)整。整套裝置結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)集成度高，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相互獨(dú)立，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械傳動技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于強(qiáng)磁場與真空環(huán)境的多自由度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

聚變裝置中面對等離子體部件需承受來自中心等離子體的粒子流和熱流，偏濾器、包層等面對等離子體的核心部件運(yùn)行環(huán)境極端惡劣，在研究未來聚變條件下等離子體與材料的相互作用過程和機(jī)理時(shí)，需要對偏濾器、包層材料進(jìn)行模擬聚變條件下的性能測試。測試時(shí)，在真空環(huán)境中等離子體束對測試靶材進(jìn)行轟擊以達(dá)到預(yù)定要求。在測試裝置中的磁體產(chǎn)生強(qiáng)磁場對等離子束進(jìn)行約束。等離子體束在經(jīng)過磁場及限制器的約束整形及后，能量集中在較小的點(diǎn)上，為實(shí)現(xiàn)對靶材測試面的打擊效果，需要對測試靶材的位置進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)為了在同一次試驗(yàn)中得出多種不同材料的對比打擊效果，需要在測試中不停機(jī)更換測試靶材。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種用于強(qiáng)磁場與真空環(huán)境的多自由度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過三套驅(qū)動機(jī)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)中靶材的切換，在水平橫向及垂直方向上位置的調(diào)節(jié)，通過三層嵌套的長支撐結(jié)構(gòu)，使驅(qū)動機(jī)構(gòu)的電機(jī)等電氣部件遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場的影響，保證在強(qiáng)磁場環(huán)境中多種不同靶材的高熱負(fù)荷測試順利進(jìn)行，以提供適用于強(qiáng)磁場環(huán)境中進(jìn)行高熱負(fù)荷測試的可調(diào)靶板裝置。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于強(qiáng)磁場與真空環(huán)境的多自由度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括安裝筒、水冷靶板座、角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、垂直調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、支撐框架。水冷靶板座安裝在角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，位于整個(gè)機(jī)構(gòu)的最前端。角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、垂直調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及安裝筒為逐層嵌套安裝結(jié)構(gòu)，角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在垂直調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)內(nèi)，垂直調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)內(nèi)，水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過支撐框架安裝在安裝筒內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述的安裝筒，主要包括長圓筒、防熱罩。長圓筒主要結(jié)構(gòu)為不銹鋼圓筒，一端焊接安裝法蘭，內(nèi)部安裝兩條軌道，另一端為筒口加工臺階圓面。防熱罩前端為錐筒，后端為直圓筒，材料為不銹鋼，直圓筒一端內(nèi)壁加工臺階圓面，套在長圓筒筒口臺階圓面上，通過螺栓固定。

進(jìn)一步的，所述的水冷靶板座，主要包括水冷腔、支架、固定板、螺栓、水管一、水管二。水冷腔為中空盒體結(jié)構(gòu)，共有5個(gè)安裝面，安裝面的夾角為135°。支架中心為中空軸，上下兩層框架與水冷腔焊接。固定板為開孔圓板，數(shù)量為5個(gè)，分別安裝在水冷腔的5個(gè)安裝面上。水管一和水管二為金屬軟管，分別焊接在水冷腔的兩側(cè)。水管一為進(jìn)水管，水管二為出水管。

進(jìn)一步的，所述的角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，主要包括支架一，軸承座一，軸承一，蝸桿，蝸輪，軸承二，軸一，聯(lián)軸器一，軸二，萬向節(jié)一，軸三，軸四，空心軸一，軸五，聯(lián)軸器二，減速機(jī)一，真空電機(jī)一。蝸桿兩端通過軸承一安裝到軸承座一中，軸承座一安裝在支架一上，蝸輪與軸一同心安裝，軸一兩端安裝軸承二，并安裝到支架一上，蝸輪與蝸桿配合安裝。蝸桿一端通過聯(lián)軸器一與軸二連接，軸二與軸三通過萬向節(jié)一連接，軸三與軸四通過萬向節(jié)一連接，空心軸一兩端分別與軸四和軸五連接，軸五通過聯(lián)軸器二與減速機(jī)一連接，減速機(jī)一與真空電機(jī)一配合安裝。