同步輻射光源光束線中精密機械調(diào)整機構(gòu)設計.pdf

1、上海光源(簡稱SSRF)是國家重大科學工程項目，屬于第三代同步輻射光源，建成后的SSRF將會成為在多種學科的研究中不可或缺的重要工具。第三代同步輻射光源的高強度和低發(fā)散度對光束線裝置中機械調(diào)整機構(gòu)的精密度提出了很高的要求。設計和開發(fā)更加精密的機械調(diào)整機構(gòu)是工程建設中面臨的緊迫而又關(guān)鍵的課題。 本課題主要針對光束線裝置中的光學元件支撐體，設計了它們的精密調(diào)整機構(gòu)，對其進行了力學分析，并應用有限元軟件ANSYS進行了仿真。具體工作如

2、下： 超環(huán)面鏡四自由度精密調(diào)整機構(gòu)設計：采用單邊直圓柔性鉸鏈實現(xiàn)對超環(huán)面鏡的四自由度(一個方向平動，三個方向轉(zhuǎn)動)精密調(diào)整。對鉸鏈機構(gòu)進行了力學分析，首次推導出單邊直圓柔性鉸鏈的剛度計算公式。 雙晶單色器晶體的納弧度級角度微調(diào)裝置機構(gòu)設計：該機構(gòu)由多個柔性鉸鏈組合成環(huán)形對稱結(jié)構(gòu)，以提高剛度和進行誤差補償。通過力學計算和有限元驗證，該機構(gòu)的角度調(diào)整范圍達到0.6°(10.5mrad)，分辨率1.25nrad。 超精

3、密納米工作臺機構(gòu)設計：該機構(gòu)采用柔性鉸鏈組合形成較大的縮放比，使工作臺分辨等于壓電驅(qū)動器的數(shù)十分之一。由于鉸鏈對稱分布，提高了剛度，消除了偏執(zhí)力，保證了單向性。 本文首先對上海光源光束線裝置的概況進行了簡要介紹；對柔性鉸鏈進行了理論分析和討論；其次分別對超環(huán)面鏡鏡架機構(gòu)、雙晶單色器晶體角度微調(diào)機構(gòu)、超精密工作臺運動機構(gòu)進行了機構(gòu)設計、力學分析、分辨率設計以及有限元仿真。通過以上工作，為上海光源光束線裝置中的精密機械調(diào)整機構(gòu)設計提