一种压弯装置
阅读：6发布：2021-03-12
专利汇可以提供一种压弯装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种压弯装置，包括：开放式结构的主体，其包括连接为整体的顶板、 底板 、前板和后板；驱动机构，其 支撑 座固定于顶板上，步进 电机 、 联轴器 和 蜗杆 依次连接且沿着与顶板平行的方向固定于支撑座上，蜗轮设置于蜗杆下方且与蜗杆组成蜗杆减速传动副， 输出轴 沿着与蜗杆垂直的方向固定于蜗轮的中心，输出轴的中部与上连接 块 连接， 导轨 设置于顶板下方，滑台平行于顶板设置且卡入导轨，滑台下方还设置有下连接块； 摇臂 ，其对称地设置于前板和后板之间；拉杆，其沿 水 平方向固定于摇臂上，拉杆中部穿过下连接块固定；以及镜子，镜子平行于拉杆设置且镜子的两端分别固定于摇臂。本发明通过输出的直线位移能精确控制拉杆和镜子的弯曲 变形 程度。，下面是一种压弯装置专利的具体信息内容。
1.一种压弯装置，其特征在于，所述压弯装置包括：
开放式结构的主体，所述主体包括顶板、底板、前板以及后板，其中，所述顶板和所述底板均在竖直方向上平行布置，两个所述前板和两个所述后板分别沿竖直方向设置于所述顶板和所述底板的四个对应的拐角之间，所述前板和所述后板与所述顶板和所述底板固定连接；
驱动机构，所述驱动机构包括支承座、步进电机、联轴器、蜗杆、蜗轮、输出轴、导轨、滑台、上连接块以及下连接块，其中，所述支承座固定于所述顶板上，所述步进电机、所述联轴器和所述蜗杆依次连接且沿着与所述顶板平行的方向固定于所述支承座上，所述蜗轮设置于所述蜗杆下方且与所述蜗杆组成蜗杆减速传动副，所述输出轴沿着与所述蜗杆垂直的方向固定于所述蜗轮的中心，所述输出轴的中部与竖直方向设置的所述上连接块连接，所述导轨沿着与所述输出轴平行的方向设置于所述顶板下方，所述滑台平行于所述顶板设置且卡入所述导轨，所述滑台下方还设置有所述下连接块；
摇臂，两个所述摇臂分别通过竖向设置的转轴对称地设置于所述前板和所述后板之间，所述转轴同时固定于所述顶板和所述底板之间；
拉杆，所述拉杆沿水平方向设置且两端分别固定于所述摇臂上，所述拉杆中部穿过所述下连接块并与所述下连接块固定；以及
镜子，所述镜子平行于所述拉杆设置且所述镜子的两端分别固定于所述摇臂。
2.根据权利要求1所述的压弯装置，其特征在于，所述上连接块的侧面还设置有探头，所述探头的延伸方向与所述输出轴的延伸方向垂直，所述探头的两侧设置有限位开关，所述限位开关安装在所述主体的所述顶板上。
3.根据权利要求1所述的压弯装置，其特征在于，所述蜗杆为采用阶梯式结构的变截面杆，且依次形成第一阶杆颈、第二阶杆颈、第一过渡杆颈、蜗杆传动齿面、第二过渡杆颈以及第三阶杆颈，其中，所述第一过渡杆颈与所述第二过渡杆颈关于所述蜗杆传动齿面对称，所述第二阶杆颈和所述第三阶杆颈关于所述蜗杆传动齿面对称；所述蜗杆的所述第一阶杆颈穿过所述联轴器并与所述步进电机的输出轴刚性固定，所述蜗杆的所述第二阶杆颈和所述第三阶杆颈分别穿过一组蜗杆滚动轴承固定于所述支承座。
4.根据权利要求3所述的压弯装置，其特征在于，所述蜗杆的所述蜗杆传动齿面与所述蜗轮上设置的蜗轮传动齿面匹配从而连续啮合传动。
5.根据权利要求1所述的压弯装置，其特征在于，所述输出轴为采用阶梯式结构的变截面杆，且依次形成第一阶轴颈、第二阶轴颈、螺旋传动齿面以及第三阶轴颈，其中，所述第一阶轴颈的外圆周上设置有轴向延伸的键槽，所述第二阶轴颈、所述第三阶轴颈分别穿过一组传动轴滚动轴承安装固定于所述支承座，所述第一阶轴颈插入所述蜗轮的中心固定。
6.根据权利要求5所述的压弯装置，其特征在于，所述输出轴与所述上连接块组成螺旋传动副，所述输出轴中间设置的螺旋传动齿面与所述上连接块内设置的内螺纹匹配。
7.根据权利要求1所述的压弯装置，其特征在于，所述摇臂包括摇臂架、转轴以及压块，所述摇臂架采用框架式结构，中心悬空，所述镜子的两端及所述压块固定于所述摇臂架的中空部分，所述摇臂架的顶面、底面分别设置竖向延伸的所述转轴，所述转轴与所述摇臂架之间刚性固定。
8.根据权利要求7所述的压弯装置，其特征在于，所述后板上还设置有调节螺栓，所述调节螺栓水平延伸且穿过所述后板顶触所述压块，所述压块顶紧所述镜子的两端。
9.根据权利要求1所述的压弯装置，其特征在于，所述摇臂与所述拉杆之间设置有摇臂滑动轴承，所述摇臂滑动轴承与所述拉杆间隙配合并支承所述拉杆滑动。
10.根据权利要求1所述的压弯装置，其特征在于，所述下连接块与所述拉杆的连接处还安装有压力传感器，所述压力传感器采用套筒式结构，所述压力传感器的外套固定在所述下连接块的安装孔内，所述压力传感器的内套与所述拉杆接触，形成间隙配合。
一种压弯装置
技术领域
背景技术
[0002] 准直聚焦镜是同步辐射光束线的主要组成部分，主要功能是实现光束的偏转、准直、聚焦。同步辐射光具有能量高、发散度小、光斑小等特点。为了保证聚焦后的光束质量和性能，准直聚焦镜必须具备非常高的面型精度和弯曲调节精度。按照成形方法，聚焦镜可分为磨制镜和压弯镜。相比于磨制镜，压弯镜镜面的曲率半径可以在一定范围内调节，且面型精度高、制造容易。因此，同步辐射光束线普遍采用压弯镜作为实现光束准直、聚焦的光学部件。
[0003] 压弯装置是采用压弯镜的准直聚焦镜系统的重要组成部分，是实现压弯功能的具体机械结构形式。压弯装置主要用于夹持镜子，并施加压弯力矩，使镜子发生弯曲变形，形成曲率中心和半径。通过调节施加的压弯力矩的大小，将准直聚焦镜的曲率半径控制在合理范围内，以满足同步辐射光束线物理环境的需求。压弯后的准直聚焦镜弯曲变形量非常小，曲率半径范围为2000～4000米；其面型误差精度要求高，通常小于1微弧度；其压弯调节精度高，分辨率范围为10～50米，重复精度范围50～100米，稳定性误差范围±30米，因此必须使用专业的光学仪器设备测量。为了得到性能最佳的光束，需要对准直聚焦镜反复压弯、测量。这要求应用于同步辐射光束线的压弯装置必须在微变型条件下实现高分辨率、高重复性、高稳定性的压弯调节。
[0004] 目前，现有压弯装置的结构形式多种多样，主要有三点压弯、四点滚轴压弯、柔性铰链和摇臂式结构等。对于三点压弯、四点滚轴压弯，由于压弯装置与镜面采用点、线接触方式，容易发生磨损，长期使用会影响压弯精度和面型质量。柔性铰链技术广泛应用于精密机械，其加工工艺复杂、制造成本高，只用于小型光学元件的压弯调节；而准直聚焦镜属于大中型光学元件，柔性铰链技术并不适用。对于采用摇臂式结构的压弯装置，没有设计出合理的压弯结构形式或者驱动机构，无法实现微变型、高精度压弯调节。
[0005] 王俊杰等人(一种用于同步辐射光束线上的压弯机构的设计与试验，机械设计与研究，第20卷第6期，2004年12月)介绍了一种用于同步辐射光束线上的压弯机构。此压弯机构利用杠杆反撬原理，采用双摇臂式结构，通过弹性棒的变形使压紧装置旋转，最终对镜子实现压弯。但该文献只是简单阐述了压弯机构的工作原理，没有设计出具体的机械结构形式，也没有完整地、详细地表述具体的工作方式，包括如何使弹性棒变形、夹持镜子、施加弯矩等。更为重要的是，它没有说明如何控制弹性棒变形的大小，进而精确调节聚焦镜的弯曲形态。综上可知，聚焦镜的压弯精度和面型质量难以保证。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种压弯装置，从而解决现有技术中无法对准直聚焦镜实现微变形、高精度的压弯调节，而且压弯后的弯曲形态不能满足同步辐射光束线物理环境需求的问题。
[0007] 本发明提供的压弯装置，包括：开放式结构的主体，主体包括顶板、底板、前板以及后板，其中，顶板和底板均在竖直方向上平行布置，两个前板和两个后板分别沿竖直方向设置于顶板和底板的四个对应的拐角之间，前板和后板与顶板和底板固定连接；驱动机构，驱动机构包括支承座、步进电机、联轴器、蜗杆、蜗轮、输出轴、导轨、滑台、上连接块以及下连接块，其中，支撑座固定于顶板上，步进电机、联轴器和蜗杆依次连接且沿着与顶板平行的方向固定于支撑座上，蜗轮设置于蜗杆下方且与蜗杆组成蜗杆减速传动副，输出轴沿着与蜗杆垂直的方向固定于蜗轮的中心，输出轴的中部与竖直方向设置的上连接块连接，导轨沿着与输出轴平行的方向设置于顶板下方，滑台平行于顶板设置且卡入导轨，滑台下方还设置有下连接块；摇臂，两个摇臂分别通过竖向设置的转轴对称地设置于前板和后板之间，转轴同时固定于顶板和底板之间；拉杆，拉杆沿水平方向设置且两端分别固定于摇臂上，拉杆中部穿过下连接块并与下连接块固定；以及镜子，镜子平行于拉杆设置且镜子的两端分别固定于摇臂。
[0009] 蜗杆为采用阶梯式结构的变截面杆，且依次形成第一阶杆颈、第二阶杆颈、第一过渡杆颈、蜗杆传动齿面、第二过渡杆颈以及第三阶杆颈，其中，第一过渡杆颈与第二过渡杆颈关于蜗杆传动齿面对称，第二阶杆颈和第三阶杆颈关于蜗杆传动齿面对称；蜗杆的第一阶杆颈穿过联轴器并与步进电机的输出轴刚性固定，蜗杆的第二阶杆颈和第三阶杆颈分别穿过一组蜗杆滚动轴承固定于支承座。
[0010] 蜗杆的蜗杆传动齿面与蜗轮上设置的蜗轮传动齿面匹配从而连续啮合传动。
[0011] 输出轴为采用阶梯式结构的变截面杆，且依次形成第一阶轴颈、第二阶轴颈、螺旋传动齿面以及第三阶轴颈，其中，第一阶轴颈的外圆周上设置有轴向延伸的键槽，第二阶轴颈、第三阶轴颈分别穿过一组传动轴滚动轴承安装固定于支承座，第一阶轴颈插入蜗轮的中心固定。
[0014] 后板上还设置有调节螺栓，调节螺栓水平延伸且穿过后板顶触压块，压块顶紧镜子的两端。
[0015] 摇臂与拉杆之间设置有摇臂滑动轴承，摇臂滑动轴承与拉杆间隙配合并支承拉杆滑动。
[0017] 本发明的驱动机构选用高传动精度、高强度和高效率的蜗杆传动及螺旋传动，配合高精度的步进电机、导轨及滑台，使输出直线位移具有高精度和高稳定性，精确控制拉杆弯曲变形程度。将拉杆弯曲变形量控制在弹性范围内，建立驱动机构输出直线位移与镜子曲率半径的对应关系。只要精确调节直线位移量，就可以准确地改变镜子的弯曲形态(曲率半径)。拉杆弹性变形范围小，压弯力矩有限，压弯精度高，完全适用于同步辐射准直聚焦镜的微变型压弯实际工况。镜子压弯变形过程具有高分辨率、高重复精度、高稳定性。而且，压弯装置选用精密滑动轴承、滚动轴承，降低摩擦力(矩)对镜子弯曲形态和面型质量的影响。总之，本发明提供的拉杆摇臂式的压弯装置具有高稳定性、高压弯精度、面型误差小等优点。特别是，蜗杆传动具有自锁性，镜子压弯后的曲率半径不会变化；拉杆的弹性变形具有线性和可逆性规律，精确调节镜子弯曲形态(曲率半径)，并使用专业光学仪器设备实时测量，直至满足物理环境使用要求。因此，这种压弯装置完全适用于同步辐射光束线准直聚焦镜的压弯调节。
附图说明
附图说明
[0018] 图1是根据本发明一个实施例的压弯装置的结构示意图；
[0019] 图2是根据本发明一个实施例的压弯装置的后视图；
[0020] 图3是根据本发明一个实施例的压弯装置的俯视图；
[0021] 图4是根据本发明一个实施例的压弯装置的蜗杆的结构示意图；
[0022] 图5是根据本发明一个实施例的压弯装置的输出轴的结构示意图；
[0023] 图6是根据图3的压弯装置的A-A剖视图；
[0024] 图7是根据本发明一个实施例的压弯装置的侧视图；
[0025] 图8是根据本发明一个实施例的压弯装置的主体与摇臂装配的结构示意图；
[0026] 图9是根据本发明一个实施例的压弯装置的主体的端部的结构示意图；
[0027] 图10是根据本发明一个实施例的压弯装置的摇臂的结构示意图；
[0028] 图11是根据本发明一个实施例的压弯装置的驱动机构的结构示意图；
[0029] 图12是根据本发明一个实施例的压弯装置的压弯变形示意图。
具体实施方式
[0030] 以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
[0031] 请参考图1至图3，示出了本发明提供的对称式拉杆摇臂压弯装置，用于夹持并驱使镜子弯曲变形。该压弯装置包括主体1、驱动机构2、摇臂3、拉杆4和镜子5，其中，主体1上方设置驱动机构2，主体1的两端对称的设置两个摇臂3，两个摇臂3分别通过竖向设置的转轴与主体1铰接，两个摇臂3之间设置有水平方向延伸的拉杆4，拉杆4的两端分别通过轴承固定于摇臂3上，镜子5平行于拉杆4设置且镜子5的两端分别固定于摇臂3，驱动机构2穿过主体1与拉杆4连接并驱动拉杆4。
[0032] 下面结合附图对本发明的各个部件进行详细说明。
[0033] 结合图2、图6和图9可知，主体1包括顶板11、底板12、前板13、后板14，其中，顶板11和底板12均为矩形板且在竖直方向上平行布置，两个前板13和两个后板14分别沿竖直方向设置于顶板11和底板12四个对应的拐角之间，前板13和后板14与顶板11和底板12固定连接从而支撑顶板11和底板12。前板13与后板14面积较小从而使得主体1形成开放式结构，空间充分敞开，从顶板11和底板12之间的空隙中可以方便的安装拆卸镜子5等部件。
[0034] 再如图1-图6所示，驱动机构2包括支承座21、步进电机22、联轴器23、蜗杆24、蜗轮25、输出轴26、导轨27、滑台28、上连接块29以及下连接块210，其中，如图2所示，支撑座21通过螺栓固定于顶板11上，步进电机22、联轴器23和蜗杆24依次连接且沿着与顶板11平行的方向固定于支撑座21上。如图3所示，步进电机22通过螺栓安装在支承座21的一个端面上。
步进电机22的输出轴通过联轴器23与蜗杆24刚性固定，从而可以驱动蜗杆24绕支承座21的回转中心旋转。支承座21两侧设有安装孔、台肩，蜗杆滚动轴承8穿过安装孔安装于支撑座
21内。两安装孔的中心轴线就是蜗杆24旋转的回转中心。如图2所示，蜗轮25设置于蜗杆24下方且与蜗杆24组成蜗杆减速传动副，其结构形式及技术参数按照圆柱蜗杆传动相关标准设计，实现高精度、高强度、高效率的减速传动。如图3所示，输出轴26沿着与蜗杆24垂直的方向固定于蜗轮25的中心，输出轴26的中部与竖直方向设置的上连接块29连接。如图2所示，导轨27沿着与输出轴26平行的方向设置于顶板11下方(参见图2)，滑台28平行于顶板11设置且卡入导轨27中，滑台28可沿着导轨27而作垂直于纸面方向的移动(如图2所示)。上连接块29沿竖直方向穿过顶板11与滑台28连接，从而驱动滑台28移动。滑台28下方还设置有下连接块210，下连接块210可随滑台28一起运动。上连接块29、下连接块210、滑台28通过螺栓安装固定在一起，在输出轴26的驱动下，共同沿导轨27的延伸方向做直线运动。如图8所示，拉杆4穿过下连接块210固定，拉杆4可在下连接块210的带动下变形。
步进电机22的输出轴通过联轴器23与蜗杆24刚性固定，从而可以驱动蜗杆24绕支承座21的回转中心旋转。支承座21两侧设有安装孔、台肩，蜗杆滚动轴承8穿过安装孔安装于支撑座
21内。两安装孔的中心轴线就是蜗杆24旋转的回转中心。如图2所示，蜗轮25设置于蜗杆24下方且与蜗杆24组成蜗杆减速传动副，其结构形式及技术参数按照圆柱蜗杆传动相关标准设计，实现高精度、高强度、高效率的减速传动。如图3所示，输出轴26沿着与蜗杆24垂直的方向固定于蜗轮25的中心，输出轴26的中部与竖直方向设置的上连接块29连接。如图2所示，导轨27沿着与输出轴26平行的方向设置于顶板11下方(参见图2)，滑台28平行于顶板11设置且卡入导轨27中，滑台28可沿着导轨27而作垂直于纸面方向的移动(如图2所示)。上连接块29沿竖直方向穿过顶板11与滑台28连接，从而驱动滑台28移动。滑台28下方还设置有下连接块210，下连接块210可随滑台28一起运动。上连接块29、下连接块210、滑台28通过螺栓安装固定在一起，在输出轴26的驱动下，共同沿导轨27的延伸方向做直线运动。如图8所示，拉杆4穿过下连接块210固定，拉杆4可在下连接块210的带动下变形。
[0035] 图3示出了本发明的压弯装置的俯视图，结合图2还可知，上连接块29的侧面还设置有探头213，探头213的延伸方向与输出轴26的延伸方向垂直并且可随着上连接块29的移动而来回运动。探头213两侧设置有限位开关212，限位开关212安装在主体1的顶板11上。探头213与限位开关212用于限定上连接块29的直线运动范围。当上连接块29运动到正、负极限位置时，探头213与限位开关212接触，限位开关212立即输出中断请求信号，迫使步进电机22停止转动。由于拉杆4所受拉力与上连接块29的直线位移成正比，从而间接限定了拉杆4的弯曲变形范围。
[0036] 下面结合图4和图5说明本发明采用的蜗杆24和输出轴26。
[0037] 如图4所示，蜗杆24采用阶梯式结构，蜗杆24为变截面杆，且依次形成第一阶杆颈241、第二阶杆颈242、第一过渡杆颈243、蜗杆传动齿面244、第二过渡杆颈245以及第三阶杆颈246，其中，第一过渡杆颈243与第二过渡杆颈245关于蜗杆传动齿面244对称，第二阶杆颈
242和第三阶杆颈246也关于蜗杆传动齿面244对称。结合图2可知，蜗杆24的第一阶杆颈241穿过联轴器23并与步进电机22的输出轴刚性固定。蜗杆24的第二阶杆颈242和第三阶杆颈
246分别穿过一组蜗杆滚动轴承8固定。蜗杆滚动轴承8能承受转动载荷并支承蜗杆24高精度旋转。蜗轮25的外轮廓上设有蜗轮传动齿面，蜗轮传动齿面与蜗杆24的蜗杆传动齿面244匹配，两者连续啮合传动，从而使蜗杆24能驱动蜗轮25旋转，并将蜗杆24的高速、小转矩的旋转转化为蜗轮25的低速、大转矩的旋转，实现减速传动。蜗杆24与蜗轮25的中心轴互成空间90°交角。
242和第三阶杆颈246也关于蜗杆传动齿面244对称。结合图2可知，蜗杆24的第一阶杆颈241穿过联轴器23并与步进电机22的输出轴刚性固定。蜗杆24的第二阶杆颈242和第三阶杆颈
246分别穿过一组蜗杆滚动轴承8固定。蜗杆滚动轴承8能承受转动载荷并支承蜗杆24高精度旋转。蜗轮25的外轮廓上设有蜗轮传动齿面，蜗轮传动齿面与蜗杆24的蜗杆传动齿面244匹配，两者连续啮合传动，从而使蜗杆24能驱动蜗轮25旋转，并将蜗杆24的高速、小转矩的旋转转化为蜗轮25的低速、大转矩的旋转，实现减速传动。蜗杆24与蜗轮25的中心轴互成空间90°交角。
[0038] 同样地，如图5所示，输出轴26也为采用阶梯式结构的变截面杆，且依次形成第一阶轴颈261、第二阶轴颈262、轴环263、螺旋传动齿面264、以及第三阶轴颈265，其中，第一阶轴颈261的外圆周上设置有轴向延伸的键槽266。结合图11可知，输出轴26的第二阶轴颈262、第三阶轴颈265分别穿过一组传动轴滚动轴承8’安装固定。第三阶轴颈265安装于一个传动轴滚动轴承8’内。第二阶轴颈262安装于另一个传动轴滚动轴承8’内。第一阶轴颈261插入蜗轮25的中心固定。蜗轮25的轮毂与第一阶轴颈261均设有键槽，安装平键，径向与周向均刚性固定，在此不再详述。蜗轮25向输出轴26传递转矩，使其共同绕支承座21的回转中心旋转。
[0039] 输出轴26与上连接块29组成螺旋传动副，其结构形式及技术参数按照螺旋传动相关标准设计，能够实现高精度、高强度、高效率的直线进给运动。具体地，输出轴26中间设有螺旋传动齿面264，上连接块29内设有匹配的内螺纹，两者连续啮合传动，输出轴26驱动上连接块29运动，并将输出轴26的旋转转化为上连接块29的直线运动，输出轴26的转矩转化为直线力，能够实现螺旋进给传动。上连接块29的直线运动方向平行于输出轴26的轴线方向。
[0040] 图6示出了根据图1的A-A轴的剖视图，结合图7-图8可知，两个摇臂3对称的布置于主体1两侧。摇臂3包括摇臂架31、摇臂滑动轴承33、压块34和调节螺栓35。摇臂架31采用框架式结构，中心悬空，镜子5及压块34固定于摇臂架的中空部分。调节螺栓35穿过后板14上的通孔143(参见图9)以及调节螺栓通孔313(参见图10)顶紧压块34与镜子5，从而使镜子5与摇臂3刚性固定。镜子5与摇臂3可一起相对于主体1的回转中心旋转。摇臂架31设有拉杆安装孔314(参见图10)，用于安装摇臂滑动轴承33。摇臂滑动轴承33的外圈与摇臂架31的安装孔配合，径向定位。摇臂滑动轴承33的两侧安装弹性挡圈，从而与摇臂架31轴向定位。摇臂滑动轴承33的内圈与拉杆4间隙配合，使其可沿拉杆4轴向相对滑动。摇臂滑动轴承33的作用是传递动力，并支承拉杆4滑动。具体地，下连接块210迫使拉杆4做直线运动，运动方向垂直于拉杆4的轴线。两侧摇臂滑动轴承33在径向对拉杆4施加刚性约束，阻碍拉杆4运动，拉杆4受力发生弯曲变形，并在与摇臂滑动轴承33接触处形成推力。推力方向垂直于摇臂滑动轴承33的轴线，且其延伸线与摇臂3的回转中心存在偏距，形成压弯力矩，施加在镜子5两端。在压弯力矩驱使下，摇臂3夹持镜子5旋转，镜子5弯曲变形。拉杆4弯曲变形量越大，施加在镜子5两端的压弯力矩越大，两者成近似线性关系。
[0041] 另外，参见图6还可知，下连接块210与拉杆4的连接处还安装有压力传感器6。压力传感器6采用套筒式结构，外套固定在连接块210安装孔内。内套与拉杆4接触，形成间隙配合，可沿拉杆4轴线相对滑动。压力传感器6的作用是向拉杆4传递压力，并实时监控压力的变化。同样地，当压力达到最大设定值时，压力传感器6输出中断请求信号。驱动机构2输出直线运动，下连接块210通过压力传感器6压紧拉杆4，并形成拉力，迫使拉杆4与下连接块210一起运动，运动方向垂直于拉杆4的轴线(平行于输出轴26的轴线)。在两端摇臂滑动轴承33的约束下，拉杆4发生弯曲变形。驱动机构2输出直线位移量越大，拉杆4受到的拉力越大，弯曲变形越大。直线位移量与拉杆4的弯曲变形量建立线性关系。压力传感器6实时监控拉杆4受力变化，防止受力过大，拉杆4弯曲变形超出弹性范围。
[0042] 如图9-图10所示，顶板11与底板12两端的中部均设置有竖向的摇臂架安装孔113/123。摇臂架31的顶面、底面分别设置竖向延伸的转轴32，转轴32与摇臂架31之间刚性固定并分别插入摇臂架安装孔113/123内。如图10所示，转轴32采用阶梯式结构，设有转轴定位轴颈321与转轴轴肩322，转轴32插入转轴滚动轴承8”(参见图8)内并随之一起固定于摇臂架安装孔113/123内。摇臂架安装孔113/123的中心轴线就是摇臂3旋转的回转中心。转轴滚动轴承8”安装在主体1的摇臂架安装孔113/123与转轴32的轴颈之间，其作用是支承摇臂3高精度旋转，传递压弯力矩。后板14和摇臂架31上设置有相应的调节螺栓通孔313/143，调节螺栓35插入该调节螺栓通孔313/143内固定，如图9所示。图11结合图8可知，顶板11、底板
12的四角均设有定位槽111/121；前板13、后板14的安装面均设有定位台阶131/141。各板之间通过螺栓安装固定，利于安装、拆卸。顶板11上还设有顶板通槽115(如图3和图11所示)，预留充分空间，上连接块29穿过通槽115并随滑台28在通槽内直线运动，运动方向平行于输出轴26的轴线方向。主体1的作用是将压弯装置的所有部件连接在一起，并承受压弯过程产生的载荷。
12的四角均设有定位槽111/121；前板13、后板14的安装面均设有定位台阶131/141。各板之间通过螺栓安装固定，利于安装、拆卸。顶板11上还设有顶板通槽115(如图3和图11所示)，预留充分空间，上连接块29穿过通槽115并随滑台28在通槽内直线运动，运动方向平行于输出轴26的轴线方向。主体1的作用是将压弯装置的所有部件连接在一起，并承受压弯过程产生的载荷。
[0043] 拉杆4采用圆形截面结构，拉杆4的弯曲变形发生在弹性范围内。(拉杆直径为10-20mm，拉杆长度为500-600mm，弯曲引起的拉伸量为0-1mm。)拉杆4中部与压力传感器6接触，驱动机构2通过压力传感器6向拉杆4传递压力，使其沿垂直于轴线方向做直线运动，并发生弯曲变形。拉杆4两端与摇臂3上的摇臂滑动轴承33配合，通过摇臂滑动轴承33向摇臂3传递弯矩，并施加在镜子5两端。摇臂3受力旋转，拉杆4与摇臂滑动轴承33在轴向上发生相对滑动，增加了拉杆4在弯曲变形区域内有效长度，减小单位长度上拉伸力和拉伸量，提高压弯稳定性。拉杆4末端设有挡片，防止相对滑动过大，与摇臂滑动轴承33脱离。
[0044] 本发明在压弯过程中，上述驱动机构2将步进电机22输入的高速旋转，经过蜗杆副减速传动，使输出轴26低速旋转，再经过螺旋传动副，输出滑台28的直线进给运动。在滑台28的拉动下，拉杆4沿垂直于拉杆4轴线方向做直线运动(平行于输出轴26的轴线)。两侧摇臂滑动轴承33的刚性约束阻碍拉杆4运动，拉杆4受力发生弯曲变形，并在摇臂滑动轴承33接触处形成推力。推力方向垂直于摇臂滑动轴承33的轴线，且其延伸线与摇臂3的回转中心存在偏距，形成压弯力矩，施加在镜子5两端。在压弯力矩驱使下，摇臂3夹持镜子5旋转，镜子5弯曲变形，如图12所示。
[0045] 进一步地，驱动机构选用的蜗杆传动及螺旋传动具有高传动精度、高强度和高效率，结构形式及技术参数均按照国家机械行业相关标准设计。选用的步进电机、导轨及滑台均为标准产品，运动精度高、行程误差小。以上保证了输出直线运动精度和稳定性。其中，步进电机驱动步长小、蜗杆传动减速比大、螺旋传动螺距小，保证输出直线运动的高分辨率；蜗杆传动、螺旋传动、导轨与滑台的配合精度高，保证输出直线运动的高重复精度；蜗杆传动、螺旋传动强度高，传动平稳，保证输出直线运动的稳定性。特别地，蜗杆传动具有自锁性，电机停止驱动后，驱动机构不会受外力影响而运动，直线位移量恒定。
[0046] 拉杆是压弯装置传递力和运动的载体。相比于拉杆、镜子，其它结构的刚性很大，不会产生变形，能够将拉杆弯曲变形量控制在弹性范围内(拉杆的拉伸量为0-1mm)，建立驱动机构输出直线位移与镜子曲率半径的对应关系。
[0047] 具体地，拉杆弹性变形具有线性和可逆性规律，驱动机构输出直线位移量与拉杆弯曲变形量成正比关系。直线位移量越大，拉杆弯曲变形量越大，压弯力矩越大，镜子弯曲变形越大，曲率半径越小。因此，驱动机构输出直线位移量与镜子曲率半径成近似线性关系。直线位移的运动精度决定了镜子压弯精度。只要精确调节直线位移量，就可以准确地改变镜子的弯曲形态。直线位移的分辨率、重复精度、稳定性越高，镜子曲率半径的分辨率、重复精度、稳定性越高，面型误差越小。实际压弯过程中，使用专业光学仪器设备实时测量，直至曲率半径、面型误差满足性能要求。
[0048] 本发明的上连接块的直线运动范围±5mm，直线位移的分辨率为2μm，重复精度10μm，对拉杆产生的拉力为0-500N；拉杆弹性变形引起的拉伸量为0-1mm；压弯力矩0-20Nm；镜子曲率半径范围1000-4000m，镜子曲率半径的分辨率为10-50m，重复精度50-100m，稳定性±30m，面型误差小于1μrad。
[0049] 由此可以看出，拉杆弹性变形范围小，压弯力矩有限，压弯精度高，完全适用于同步辐射准直聚焦镜的微变型压弯实际工况。限位开关与压力传感器对拉杆弹性变形起保护、监控作用，防止拉杆4受力过大，弯曲变形超出弹性范围，造成压弯装置失效，甚至损坏镜子5。
[0050] 另一方面，拉杆弹性变形后，自身具有抵抗、恢复变形的能力，推动驱动机构反向运转，输出的直线位移量减小，镜子压弯力矩得以释放，曲率半径发生变动。而本发明设计的驱动机构包含蜗杆传动，具有自锁性，输出的直线位移不会受到影响，镜子弯曲形态保持良好，保证了压弯精度和稳定性。
[0051] 卸载过程中，驱动机构反向运转，直线位移量减小，摇臂反向转动并释放压弯力矩，镜子及拉杆的弯曲程度逐渐恢复。由于弹性变形具有线性和可逆性规律，镜子及拉杆弯曲的加载与卸载变化趋势很好的吻合，整个压弯过程具有高重复精度。当镜子5恢复到常态后，驱动机构继续反向运转，直线位移量反向增大，镜子5发生反向弯曲变形，对同步辐射光束起到发散作用。因此，本发明设计的压弯装置可以实现对镜子5的双向微变型压弯，压弯精度高、稳定性好，更好的满足同步辐射光束线使用性能要求。
[0052] 为了满足同步辐射聚焦镜高精度、高稳定性的压弯要求，本发明所提供的压弯装置合理利用蜗杆传动、螺旋传动的优点。蜗杆传动、螺旋传动的结构形式及技术参数均按照相关标准设计，超出本发明范畴，不做详细阐述。
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