專利名稱：雙向線性精密力促動器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種光學儀器上的機電部件，具體涉及一種雙向線性精密力促動器。
背景技術：
力促動器是在現(xiàn)代發(fā)展的主動光學技術中，向光學元件施加精確的力，以控制其面形，從而形成優(yōu)質光學像的部套件。傳統(tǒng)的力促動器，只能單向施壓力，當反方向施壓力時，由于間隙的作用，力就控制不準確。如歐洲南方天文臺的力促動器，結構如圖1所示，它是通過一個彈簧與鏡面接觸，只能用壓力彈簧，對鏡面施加壓力。當鏡子變形需拉力時，這種力促動器就不能使用了。
為解決這個問題，現(xiàn)有技術中研制出一種氣動式力促動器，如圖2所示，其結構是力促動器通過絲桿與一個波紋管連接，再通過S形鉤與鏡面連接。電機可以帶動絲桿與波紋管對鏡面施加壓力或拉力；但當電機帶動絲桿拉壓波紋管時，波紋管內部空氣產生壓力，據(jù)氣態(tài)方程，P*V＝C，而V＝A*L，所以電機控制的移動距離L與產生的力P是非線性的，這樣，增加了控制困難和降低了精度。
發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中存在的力促動器作用力在兩個方向上的非線性問題，本發(fā)明將提供一種雙向線性精密力促動器，這種新結構的雙向力促動器可以對鏡面施加壓力或拉力，同時能夠保證力促動器雙向作用的高度精密的線性。
完成上述發(fā)明任務的方案是一種雙向線性精密力促動器，由步進電機及彈簧組成，其特征在于，步進電機與滾珠絲桿固定連接，滾珠絲桿通過彈簧與與鏡面連接，同時在彈簧與鏡面之間還設有測力元件(例如，力傳感器)，該測力元件的輸出接步進電機的控制電路。
現(xiàn)有技術中一般的力促動器均由計算機控制，所以上述方案中所述的“測力元件的輸出接步進電機的控制電路”，可以是測力元件的輸出直接接計算機的CPU。
以上方案進一步優(yōu)化，有以下更具體和更優(yōu)化的方案 1、所述的彈簧為復合彈簧組合； 2、所述的步進電機是通過固定機構固定，并與可以徑向移動的滾珠絲桿連接。
3、所述的滾珠絲桿采用精密絲桿。
步進電機由計算機精密控制其轉角，通過精密絲桿變成精密平動，推動復合彈簧，轉換成彈性力施加于鏡面上。施加的力大小，經檢測，若有誤差，通過計算機控制步進電機轉動加以補償，以達到很高的精度。
所述復合彈簧組合的作用是將兩個壓簧適當?shù)膲嚎s組合。推拉力作用在兩個壓簧中間。這樣，當力促動器無論是作拉還是壓，兩根彈簧都處于壓縮狀態(tài)下工作，避免了用單根彈簧過零點時的非線性現(xiàn)象。這樣保證了力促動器既能雙向作用，又有高度精密的線性。
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術中存在的力促動器作用力在兩個方向上的非線性問題，本發(fā)明的雙向線性精密力促動器可以對鏡面施加壓力或拉力，同時能夠保證力促動器雙向作用的高度精密的線性。
圖1為傳統(tǒng)的單向力促動器結構示意圖； 圖2為本發(fā)明雙向非線性力促動器結構示意圖； 圖3為實施例1的雙向線性精密力促動器結構示意圖； 圖4為復合彈簧組合結構示意圖。
具體實施例方式 實施例1，參照圖3雙向線性精密力促動器，步進電機1通過固定機構3固定(步進電機1也可以通過止推軸承及其固定機構3固定)，并與可以徑向移動的精密絲桿2連接。精密絲桿2通過復合彈簧組合4與測力元件5連接，測力元件5與鏡面6連接，同時測力元件5的輸出接步進電機1控制電路的計算機。
步進電機由計算機精密控制其轉角，通過精密絲桿變成精密平動，推動復合彈簧，轉換成彈性力，施加于鏡面上。施加的力大小，檢測出來并與所需值比較，若有誤差，通過計算機控制步進電機轉動加以補償，以達到很高的精度。
復合彈簧組合的作用是將兩個壓簧適當?shù)膲嚎s組合。推拉力作用兩個壓簧中間。這樣，當力促動器無論是作拉還是壓，兩根彈簧都處于壓縮狀態(tài)下工作，這樣保證了力促動器既能雙向作用，又有高度精密的線性。其結構參照圖4左右兩個壓縮彈簧7、8裝在筒形彈簧盒9內，通過彈簧盒一端的螺母套10將兩個壓縮彈簧組合。當螺母旋轉時，即帶動彈簧盒左右移動，其移動量提供兩個彈簧的合力變成疊加數(shù)值，并通過推拉桿11輸出。
權利要求
1、一種雙向線性精密力促動器，由步進電機及彈簧組成，其特征在于，步進電機與滾珠絲桿固定連接，滾珠絲桿通過彈簧與與鏡面連接，同時在彈簧與鏡面之間還設有測力元件，該測力元件的輸出接步進電機的控制電路。
2、按照權利要求1所述的雙向線性精密力促動器，其特征在于所述的彈簧為復合彈簧組合。
3、按照權利要求1或2所述的雙向線性精密力促動器，其特征在于所述的步進電機是通過固定機構固定，并與可以徑向移動的滾珠絲桿連接。
4、按照權利要求3所述的雙向線性精密力促動器，其特征在于所述的滾珠絲桿采用精密絲桿。
全文摘要
雙向線性精密力促動器，由步進電機及彈簧組成，其特征在于，步進電機與滾珠絲桿固定連接，滾珠絲桿通過彈簧與與鏡面連接，同時在彈簧與鏡面之間還設有測力元件，該測力元件的輸出接步進電機的控制電路。優(yōu)化方案的彈簧為復合彈簧組合；步進電機是通過固定機構固定，并與可以徑向移動的滾珠絲桿連接；所述的滾珠絲桿采用精密絲桿。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術中存在的力促動器作用力在兩個方向上的非線性問題，本發(fā)明的雙向線性精密力促動器可以對鏡面施加壓力或拉力，同時能夠保證力促動器雙向作用的高度精密的線性。
文檔編號G02B26/08GK101276051SQ20081002477
公開日2008年10月1日 申請日期2008年5月6日 優(yōu)先權日2008年5月6日
發(fā)明者姚正秋, 王躍飛, 李國平, 放 周 申請人:中國科學院國家天文臺南京天文光學技術研究所