本發明涉及一種大口徑光學元件的氣囊均布載荷面型調整系統，屬于機械設計及力學分析技術領域。

背景技術：

激光技術的飛速發展為我國的航空、航天、船舶、軍事、醫療以及國民經濟各個領域帶來了突飛猛進的進步。作為其核心技術，激光器的制造是牽制這一技術領域發展的關鍵因素。在激光器制造過程中，光學元件的高精度制造和裝配技術是影響其輸出光束質量的重要技術，這一點在對于有高功率需求的情況下需采用大口徑光學元件的激光系統體現的尤為明顯。因為光學元件的口徑越大，其通光口徑內沒有支撐的面積就越大，因而對其進行支撐的力和力矩也就越大，進而由于重力或其它外界裝配因素所造成的面型損傷就越大。為了避免常規的光學元件夾持方式對其造成的局部應力集中等現象發生，就需要摒棄傳統的機械硬接觸式的夾持方式，采用自帶柔性承載的設計理念來進行光學元件的均勻夾持方案設計。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明提供了一種大口徑光學元件的氣囊均布載荷面型調整系統，系統采用簡單易行的結構以具有較高柔性的氣囊作為光學元件的支撐點，實現對大口徑光學元件面型的優化控制。

一種大口徑光學元件的氣囊均布載荷面型調整系統，該系統包括承載架、氣囊模塊、壓力架、進氣閥、排氣閥、光學元件和中間架；所述光學元件位于承載架內部，承載架的口部依次安裝中間架和壓力架，中間架和壓力架組合形成密閉的氣道，所述氣囊模塊連接在中間架上并與氣道相通，氣囊模塊與光學元件的表面相接觸，氣囊模塊在光學元件的表面進行均勻布置，氣囊模塊內的氣壓通過進氣閥和排氣閥以及外圍的氣動輔助系統來實現可連續的調節，每個氣囊模塊與光學元件接觸面積一定的情況下，通過調節氣囊模塊內部的氣壓就可以實現氣囊模塊對光學元件支撐力的連續可控調節。

進一步地，所述氣囊模塊與光學元件之間采用卡扣結構來進行接觸支撐，充分保障了氣囊模塊與所支撐的光學元件之間的接觸面積恒定，從而把支撐力調節的唯一變量交給了氣囊模塊內部統一氣壓的大小。

進一步地，所述承載架為一個內部帶凹槽的框體類零件，其凹槽表面呈等腰三角形的位置關系布局了三個精密凸臺，其框體表面的四邊共均與布局了八個中間架安裝孔；所述光學元件為一個平板類零件，其較大的兩個平面分別為a面和b面；所述壓力架為一個帶四處鏤空的框體類零件，其框體表面布局了十個壓力架連接孔、一個進氣閥安裝孔以及一個排氣閥安裝孔；還包括八個中間架安裝螺釘、一個內密封膠圈以及一個外密封膠圈；所述內密封膠圈為一個截面為圓形的封閉式膠圈，其整體外形近似為一個u字形；所述外密封膠圈也是一個截面為圓形的封閉式膠圈，其整體外形為一個正方形。

進一步地，所述中間架的表面均勻布置了八個中間架連接臺階孔、在與所述壓緊螺釘對應的位置布置了十個壓力架安裝孔，在于所述氣囊模塊對應的位置均勻布置了九個氣囊模塊通氣孔，在每個所述氣囊模塊通氣孔的四周均勻布置了四個氣囊模塊安裝孔，在所述中間架的表面有一個與所述內密封膠圈對應的內密封膠圈安裝孔，在所述中間架的表面有一個與所述外密封膠圈對應外密封膠圈安裝孔，在所述內密封膠圈安裝孔和所述外密封膠圈安裝孔之間有一個通氣道。

進一步地，所述氣囊模塊包括一個安裝扣、一個連接扣，一個彈性薄膜，一個氣囊基座一個四個氣囊安裝螺釘以及一個o形密封圈；所述安裝扣為一個圓形薄片帶凸臺的零件，其凸臺有四個切口，從而保證期具有彈性安裝的功能；所述連接扣為一個圓環薄片類零件，其中間的孔與所述安裝扣的凸臺進行彈性連接安裝；所述彈性薄膜為一個帶柔性的高強度薄膜。所述氣囊基座為一個正方形塊體類零件，其四個角有氣囊模塊連接孔，中間有一個大通氣孔和一個o形密封圈安裝孔。

進一步地，所述光學元件通過其a面與所述承載架上的三個精密凸臺進行連接安裝；所述中間架采用八個所述中間架安裝螺釘通過中間架上的八個中間架連接臺階孔與所述承載架上的八個中間架安裝孔進行連接安裝；所述內密封膠圈通過所述內密封膠圈安裝孔與所述中間架進行連接安裝；所述外密封膠圈通過所述外密封膠圈安裝孔與所述中間架進行連接安裝；所述壓力架采用十個所述壓緊螺釘通過所述壓力架連接孔與所述中間架上的十個壓力架安裝孔進行連接安裝；所述氣囊模塊通過所述安裝扣與所述光學元件接觸；所述每一個氣囊模塊通過所述四個氣囊安裝螺釘與所述中間架上的四個氣囊模塊安裝孔進行連接安裝；所述安裝扣通過其自身的凸臺與所述連接扣進行彈性安裝，并將所述彈性薄膜安裝于所述安裝扣和連接扣之間；所述彈性薄膜通過所述o形密封圈和所述氣囊安裝螺釘與所述氣囊基座進行壓緊安裝；所述o形密封圈通過所述氣囊基座上的凹槽與所述氣囊基座進行連接安裝。

有益效果：

1、本發明采用彈性薄膜與可控氣壓源相結合的方式來對大口徑的光學元件進行均勻載荷支撐。所有的氣囊模塊在光學元件的表面進行均勻布置，并且其氣囊模塊內部是通過氣道連接在一起的，保證了所有氣囊模塊內部的氣壓一致，進而保證了所有的氣囊模塊對所支撐的光學元件的支撐力是一致的。氣囊模塊內的氣壓可以通過進氣閥和排氣閥以及外圍的氣動輔助系統來實現可連續的調節，這樣在每個氣囊模塊與光學元件接觸面積一定的情況下，通過調節氣囊模塊內部的氣壓就可以實現氣囊模塊對光學元件支撐力的連續可控調節。

2、本發明的氣囊模塊與所支撐的光學元件之間不是通過彈性薄膜直接接觸的，因為彈性薄膜和光學元件之間的接觸面積是不可控的。所以本發明的氣囊模塊與所支撐的光學元件之間采用了一個卡扣的結構來進行接觸支撐，充分保障了氣囊模塊與所支撐的光學元件之間的接觸面積恒定，從而把支撐力調節的唯一變量交給了氣囊模塊內部統一氣壓的大小。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖；

圖2為本發明的整體結構爆炸圖；

圖3為本發明的中間架結構示意圖；

圖4為本發明的氣囊模塊結構示意圖；

圖5為本發明的整體結構側剖圖。

其中，1、承載架，2、氣囊模塊，3、壓緊螺釘，4、壓力架，5、進氣閥，6、排氣閥，7、光學元件，8、中間架，9、中間架安裝孔，10、中間架安裝螺釘，11、內密封膠圈，12、外密封膠圈，13、壓力架連接孔，14、b面，15、精密凸臺，16、a面，17、中間架連接臺階孔，18、氣囊模塊通氣孔，19、壓力架安裝孔，20、氣囊模塊安裝孔，21、內密封膠圈安裝孔，22、通氣道，23、外密封膠圈安裝孔，24、連接扣，25、氣囊基座，26、氣囊安裝螺釘，27、o形密封圈，28、彈性薄膜，29、安裝扣，30、進氣閥安裝孔，31、排氣閥安裝孔。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

如附圖1所示，本發明提供了一種大口徑光學元件的氣囊均布載荷面型調整系統，包括一個承載架1、九個氣囊模塊2、十個壓緊螺釘3、一個壓力架4、一個進氣閥5、一個排氣閥6、一個光學元件7以及一個中間架8。

如附圖2所示的整體結構爆炸圖，所述承載架1為一個內部帶凹槽的框體類零件，其凹槽表面呈等腰三角形的位置關系布局了三個精密凸臺15，其框體表面的四邊共均與布局了八個中間架安裝孔9。所述光學元件7為一個平板類零件，其較大的兩個平面分別為a面16和b面14。所述壓力架4為一個帶四處鏤空的框體類零件，其框體表面布局了十個壓力架連接孔13、一個進氣閥安裝孔30以及一個排氣閥安裝孔31。所述整體結構爆炸圖中還包括八個中間架安裝螺釘10、一個內密封膠圈11以及一個外密封膠圈12；所述內密封膠圈11為一個截面為圓形的封閉式膠圈，其整體外形近似為一個u字形。所述外密封膠圈12也是一個截面為圓形的封閉式膠圈，其整體外形為一個正方形。

如附圖3所示的中間架結構示意圖，所述中間架8的表面均勻布置了八個中間架連接臺階孔17、在與所述壓緊螺釘3對應的位置布置了十個壓力架安裝孔19，在于所述氣囊模塊2對應的位置均勻布置了九個氣囊模塊通氣孔18，在每個所述氣囊模塊通氣孔18的四周均勻布置了四個氣囊模塊安裝孔20，在所述中間架8的表面有一個與所述內密封膠圈11對應的內密封膠圈安裝孔21，在所述中間架8的表面有一個與所述外密封膠圈12對應外密封膠圈安裝孔23，在所述內密封膠圈安裝孔21和所述外密封膠圈安裝孔23之間有一個通氣道22。

如附圖4所示的一個氣囊模塊結構示意圖，所述氣囊模塊2包括一個安裝扣29、一個連接扣24，一個彈性薄膜28，一個氣囊基座25一個四個氣囊安裝螺釘26.以及一個o形密封圈27；所述安裝扣29為一個圓形薄片帶凸臺的零件，其凸臺有四個切口，從而保證期具有彈性安裝的功能。所述連接扣24為一個圓環薄片類零件，其中間的孔與所述安裝扣29的凸臺進行彈性連接安裝。所述彈性薄膜28為一個帶柔性的高強度薄膜。所述氣囊基座25為一個正方形塊體類零件，其四個角有氣囊模塊連接孔，中間有一個大通氣孔和一個o形密封圈安裝孔。

所述光學元件7通過其a面16與所述承載架1上的三個精密凸臺15進行連接安裝。所述中間架8采用八個所述中間架安裝螺釘10通過中間架8上的八個中間架連接臺階孔17與所述承載架1上的八個中間架安裝孔9進行連接安裝。所述內密封膠圈11通過所述內密封膠圈安裝孔21與所述中間架8進行連接安裝。所述外密封膠圈12通過所述外密封膠圈安裝孔23與所述中間架8進行連接安裝。所述壓力架4采用十個所述壓緊螺釘3通過所述壓力架連接孔13與所述中間架8上的十個壓力架安裝孔19進行連接安裝。所述氣囊模塊2通過所述安裝扣29與所述光學元件7進行接觸安裝，如附圖5所示。所述每一個氣囊模塊2通過所述四個氣囊安裝螺釘26與所述中間架8上的四個氣囊模塊安裝孔20進行連接安裝。所述安裝扣29通過其自身的凸臺與所述連接扣24進行彈性安裝，并將所述彈性薄膜28安裝于所述安裝扣29和連接扣24之間。所述彈性薄膜28通過所述o形密封圈27和所述氣囊安裝螺釘26與所述氣囊基座25進行壓緊安裝。所述o形密封圈27通過所述氣囊基座25上的凹槽與所述氣囊基座25進行連接安裝。

綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。