同步輻射光源光束線中精密機械調整機構設計.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整機構的精密度提出了很高的要求。設計和開發(fā)更加精密的機械調整機構是工程建設中面臨的緊迫而又關鍵的課題。 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整機構，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整機構設計：采用單邊直圓柔性鉸鏈實現對超環(huán)面鏡的四自由度(一個方向平動，三個方向轉動)精密調整。對鉸鏈機構進行了力學分析，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裝置機構設計：該機構由多個柔性鉸鏈組合成環(huán)形對稱結構，以提高剛度和進行誤差補償。通過力學計算和有限元驗證，該機構的角度調整范圍達到0.6°(10.5mrad)，分辨率1.25nrad。 超精

3、密納米工作臺機構設計：該機構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動器的數十分之一。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、雙晶單色器晶體角度微調機構、超精密工作臺運動機構進行了機構設計、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整機構設計提