一种同步辐射单色器晶体的双轴调节机构

本发明涉及同步辐射光源，更具体地涉及一种同步辐射单色器晶体的双轴调节机构。

背景技术：

1、同步辐射光源由于具有高亮度、宽波段、窄脉冲、高纯净和可精确预知等特性，已经成为生命科学、材料科学、环境科学、物理学、化学、医药学、地质学等学科领域的基础和应用研究的一种最先进的、不可替代的工具。

2、光束线是连接加速器和实验站的纽带，单色器是光束线站中最重要的光学元件之一，也是系统中最敏感的装置之一，主要作用是通过精确调节实现同步辐射x射线能量的单色化。因此需要精确调节晶体的pitch(投角)和roll(滚角)，从而保证单色器的出光稳定性。

3、目前实现晶体pitch角和roll角的调节机构主要有2类：带导轨的摇摆台和使用柔性铰链的微位移调整机构。带导轨结构由于导轨存在间隙，会导致微振动较大，难以满足单色器几十纳弧度的稳定性要求。柔性铰链具有运动灵敏度高、无空回和无机械摩擦等特点，广泛应用于精密调整机构。但是已知柔性铰链(例如直圆形单轴铰链)存在运动行程小、转动中心不固定和刚度低等缺点，使单色器在受外界激励产生较大振动，而且两轴的串联增加了其他运动机构的载荷负担，也使pitch角和roll角相互影响，从而影响单色器的整体性能。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中的晶体pitch角和roll角相互影响等问题，本发明提供一种同步辐射单色器晶体的双轴调节机构。

2、根据本发明的同步辐射单色器晶体的双轴调节机构，其包括过渡底板、内框架、两对柔性回转铰链、外框架、晶体组件和驱动机构，其中，晶体组件与过渡底板固定并通过过渡底板与内框架连接，过渡底板和内框架通过一对柔性回转铰链实现绕第一回转轴转动，内框架和外框架通过另一对柔性回转铰链实现绕第二回转轴转动，第一回转轴和第二回转轴正交，每对柔性回转铰链配置一套驱动机构，每套驱动机构包括双驱动电机以允许晶体组件沿正交的第一回转轴和第二回转轴精密转动。

3、优选地，内框架具有相对的第一边框和相对的第二边框，第一边框上设置有第一轴孔，第二边框上设置有第二轴孔，一对柔性回转铰链安装在第一轴孔中提供第一回转轴，另一对柔性回转铰链安装在第二轴孔中提供第二回转轴。

4、优选地，第一回转轴和第二回转轴共面设置。

5、优选地，柔性回转铰链为单轴十字簧片铰链。

6、优选地，每套驱动机构包括第一电机、第一电机夹套、第二电机夹套和第二电机，其中，第一电机为粗调电机并固定于第一电机夹套，第二电机为精调电机并固定于第二电机夹套，第一电机和第二电机保持对顶接触；第一电机夹套和第二电机夹套分别固定于相对转动的过渡底板和内框架，或者第一电机夹套和第二电机夹套分别固定于相对转动的内框架和外框架。

7、优选地，每套驱动机构还包括预紧弹簧组件，其安装在第一电机夹套和第二电机夹套之间以保持第一电机和第二电机紧密接触。

8、优选地，内框架和外框架分别具有圆弧定位止口，第二电机夹套与圆弧定位止口紧密配合。

9、优选地，每套驱动机构还包括编码器，编码器的检测中心轴、同轴定位止口与回转轴同轴。

10、根据本发明的同步辐射单色器晶体的双轴调节机构，采用双框架式支撑结构，双驱动电机推动柔性铰链回转，有效提高系统的比刚度，实现高精度和高动态响应。

技术特征：

1.一种同步辐射单色器晶体的双轴调节机构，其特征在于，该双轴调节机构包括过渡底板、内框架、两对柔性回转铰链、外框架、晶体组件和驱动机构，其中，晶体组件与过渡底板固定并通过过渡底板与内框架连接，过渡底板和内框架通过一对柔性回转铰链实现绕第一回转轴转动，内框架和外框架通过另一对柔性回转铰链实现绕第二回转轴转动，第一回转轴和第二回转轴正交，每对柔性回转铰链配置一套驱动机构，每套驱动机构包括双驱动电机以允许晶体组件沿正交的第一回转轴和第二回转轴精密转动。

2.根据权利要求1所述的双轴调节机构，其特征在于，内框架具有相对的第一边框和相对的第二边框，第一边框上设置有第一轴孔，第二边框上设置有第二轴孔，一对柔性回转铰链安装在第一轴孔中提供第一回转轴，另一对柔性回转铰链安装在第二轴孔中提供第二回转轴。

3.根据权利要求1所述的双轴调节机构，其特征在于，第一回转轴和第二回转轴共面设置。

4.根据权利要求1所述的双轴调节机构，其特征在于，柔性回转铰链为单轴十字簧片铰链。

5.根据权利要求1所述的双轴调节机构，其特征在于，每套驱动机构包括第一电机、第一电机夹套、第二电机夹套和第二电机，其中，第一电机为粗调电机并固定于第一电机夹套，第二电机为精调电机并固定于第二电机夹套，第一电机和第二电机保持对顶接触；第一电机夹套和第二电机夹套分别固定于相对转动的过渡底板和内框架，或者第一电机夹套和第二电机夹套分别固定于相对转动的内框架和外框架。

6.根据权利要求5所述的双轴调节机构，其特征在于，每套驱动机构还包括预紧弹簧组件，其安装在第一电机夹套和第二电机夹套之间以保持第一电机和第二电机紧密接触。

7.根据权利要求5所述的双轴调节机构，其特征在于，内框架和外框架分别具有圆弧定位止口，第二电机夹套与圆弧定位止口紧密配合。

8.根据权利要求7所述的双轴调节机构，其特征在于，每套驱动机构还包括编码器，编码器的检测中心轴、同轴定位止口与回转轴同轴。

技术总结本发明涉及一种同步辐射单色器晶体的双轴调节机构，晶体组件与过渡底板固定并通过过渡底板与内框架连接，过渡底板和内框架通过一对柔性回转铰链实现绕第一回转轴转动，内框架和外框架通过另一对柔性回转铰链实现绕第二回转轴转动，第一回转轴和第二回转轴正交，每对柔性回转铰链配置一套驱动机构，每套驱动机构包括双驱动电机以允许晶体组件沿正交的第一回转轴和第二回转轴精密转动。根据本发明的同步辐射单色器晶体的双轴调节机构，采用双框架式支撑结构，双驱动电机推动柔性铰链回转，有效提高系统的比刚度，实现高精度和高动态响应。技术研发人员：张丽敏,陈家华,祝万钱受保护的技术使用者：中国科学院上海高等研究院技术研发日：技术公布日：2024/11/4