[發明專利]超精密光學組件推力環夾具力反饋控制系統及調節方法

有效

• 申請號: 202211386114.5
• 申請日: 2022-11-07
• 公開（公告）號: CN115640841B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 張宏生;劉文武
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06N3/08
• 分類號: G06N3/08;G02B7/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江聯合專利商標代理有限公司 23213
• 代理人: 高志光

1.超精密光學組件推力環夾具力反饋控制系統，其特征在于：包含第一位移傳感器(16)、第二位移傳感器(18)、第三位移傳感器(20)、第四位移傳感器(22)、第一角度編碼器(17)、第二角度編碼器(19)、第三角度編碼器(21)、第四角度編碼器(23)、推力環總成(26)和底盤總成(29)；

超精密光學組件(12)可圓周轉動地套在由推力環纏繞架一(4)和推力環纏繞架二(11)相互轉動連接形成的圓環內表面，推力環纏繞架一(4)和推力環纏繞架二(11)布置在推力環總成(26)內表面，所述推力環總成(26)固接在底盤總成(29)上表面，通過驅動對稱分布于所述推力環總成(26)四周的旋轉推進組件，使推力環纏繞架一(4)和推力環纏繞架二(11)抱住超精密光學組件(12)，每個旋轉推進組件上布置有位移傳感器和角度編碼器，以測量旋轉推進組件的旋轉角度和徑向位移，第一位移傳感器(16)和第三位移傳感器(20)呈中心對稱布置，第二位移傳感器(18)和第四位移傳感器(22)呈中心對稱布置，第一角度編碼器(17)和第三角度編碼器(21)呈軸對稱布置，第二角度編碼器(19)和第四角度編碼器(23)呈中心對稱布置，第一應變片(24)和第二應變片(25)分別對稱固定在推力環纏繞架一(4)和推力環纏繞架二(11)的內表面。

2.根據權利要求1所述的超精密光學組件推力環夾具力反饋控制系統，其特征在于：所述旋轉推進組件包含第一螺母圓環(13)、第二螺母圓環(1)、第三螺母圓環(5)、第四螺母圓環(8)、第一螺桿(14)、第二螺桿(2)、第三螺桿(6)、第四螺桿(9)、第一推力板(15)、第二推力板(3)、第三推力板(7)和第四推力板(10)；

第一螺母圓環(13)、第二螺母圓環(1)、第三螺母圓環(5)、第四螺母圓環(8)，使分別與所述推力環總成(26)形成絲杠傳動的第一螺桿(14)、第二螺桿(2)、第三螺桿(6)、第四螺桿(9)沿所述推力環總成(26)軸心方向移動，以推動分別與第一螺桿(14)、第二螺桿(2)、第三螺桿(6)、第四螺桿(9)接觸配合的第一推力板(15)、第二推力板(3)、第三推力板(7)、第四推力板(10)沿所述推力環總成(26)軸心方向移動，使推力環纏繞架一(4)和推力環纏繞架二(11)抱住超精密光學組件(12)；第一位移傳感器(16)、第二位移傳感器(18)、第三位移傳感器(20)和第四位移傳感器(22)固接在分別與第一推力板(15)、第二推力板(3)、第三推力板(7)和第四推力板(10)的滑動接觸的推力環總成(26)表面，第一角度編碼器(17)和第三角度編碼器(21)分別布置在第一螺母圓環(13)和第三螺母圓環(5)的端面，第二角度編碼器(19)和第四角度編碼器(23)分別布置在第二螺母圓環(1)和第四螺母圓環(8)的端面。

3.如權利要求1-2任一項所述超精密光學組件推力環夾具力反饋控制系統的調節方法，其特征在于：所述調節方法步驟為：

S1：利用應變片確定超精密光學組件與推力環纏繞架內表面初始接觸應力；

S2：轉動螺母圓環，記錄圈數，通過位移傳感器測量得到推力環總成四周的螺桿前進距離；

S3：確定超精密光學組件與推力環纏繞架內表面的接觸應變；

S4：確定超精密光學組件與推力環纏繞架內表面接觸應力是否滿足要求；

S5：以超精密光學組件與推力環纏繞架內表面的初始接觸應力和螺桿轉動的圈數為輸入量，以變形后的接觸應力為輸出量，采用BP神經網絡模型對試驗數據進行訓練；

S6：利用訓練好的BP神經網絡模型，確定不同初始接觸應力和螺桿轉動圈數時的超精密光學組件與推力環纏繞架內表面變形后的接觸應力，以此作為判斷組裝準確性的依據。