本發(fā)明屬于同軸度的測量和調(diào)諧，具體涉及一種多胞橢球諧振腔的全自動測調(diào)一體化調(diào)諧裝置。

背景技術(shù)：

1、同軸度，是衡量一個器件的各個部分是否保持在一個中心軸線附近程度的重要參數(shù)。它涉及到軸類零件的設(shè)計和制造精度。在高精度的系統(tǒng)中，尤其需要對同軸度進行測準并校正。

2、多胞橢球諧振腔廣泛應(yīng)用在加速器上的一種裝置，用于實現(xiàn)高加速梯度。多胞橢球諧振腔是一種通過沖壓零件和電子束焊接而成型的薄壁結(jié)構(gòu)，由多個諧振腔單元連接而成，因此在加工過程中存在不可避免的形變，如單元傾斜、偏軸，單元長度偏差，從而影響橢球腔的頻率和軸向電場平坦度，進而降低其運行電場梯度。在多胞橢球諧振腔加工成型后要進行調(diào)諧處理，其意義在于保證多胞橢球諧振腔具有平坦的軸向電場分布，從而能夠工作在高加速梯度下。所以，關(guān)于多胞橢球諧振腔的同軸度的測量和調(diào)諧，是制造過程中的一項關(guān)鍵技術(shù)。

3、現(xiàn)有技術(shù)的同軸度調(diào)諧方法主要有兩種，一種是手動調(diào)諧，一種是半自動調(diào)諧。其中手動調(diào)諧，是先將多胞橢球諧振腔垂直懸掛或水平固定，采用平行夾板依次對各個橢球諧振腔胞進行拉伸或壓縮。這種方法的優(yōu)點是操作簡單，無需復(fù)雜的裝置和夾具，可以對不同尺寸的多胞橢球諧振腔進行調(diào)諧。可是，此類方法的缺點依然明顯，主要是調(diào)諧精度不高，且調(diào)諧時間久，不能實現(xiàn)測量和調(diào)諧同步進行；另一種是半自動調(diào)諧，半自動化裝置通過引入軟件和部分自動化技術(shù)，雖然提高了調(diào)諧效率，但依然存在無法同步進行測量和調(diào)諧的局限。

4、此外，對多胞橢球諧振腔的同軸度測試和調(diào)諧，目前依然采用的是分開進行的方案，即先測試多胞橢球諧振腔的同軸度等參數(shù)情況，再進行調(diào)諧處理。調(diào)諧完成之后，可能需要二次進行同軸度的測量，若測量結(jié)果未達到目標狀態(tài)，則需要二次進行調(diào)諧，以此類推持續(xù)進行，直到達成目標狀態(tài)為止。此過程相對較為繁瑣，耗時較長。

5、由于橢球諧振腔的品質(zhì)因素要求高，對于腔體的尺寸和狀態(tài)需要特別精細的調(diào)節(jié)。如何能夠快速方便的既能測量又能調(diào)諧，又能提升調(diào)測效率，提升調(diào)測精度，從而提升橢球諧振腔的性能，是本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種多胞橢球諧振腔的全自動測調(diào)一體化調(diào)諧裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)實時快速測量，可邊測量邊調(diào)諧，機械結(jié)構(gòu)簡單，人為干預(yù)少。

2、本發(fā)明所提出的技術(shù)問題是這樣解決的：

3、一種多胞橢球諧振腔的全自動測調(diào)一體化調(diào)諧裝置，包括主體支架系統(tǒng)1、待測多胞橢球諧振腔2、同軸度測量裝置3、調(diào)諧夾板組件4和控制系統(tǒng)；

4、主體支架系統(tǒng)1包括框架結(jié)構(gòu)101、第一滑軌102、供電設(shè)備103和第二滑軌104；第一滑軌102固定安裝于框架結(jié)構(gòu)101的上表面中軸線，兩條第二滑軌104分別對稱固定于第一滑軌102的兩側(cè)，與第一滑軌102平行；供電設(shè)備103固定于框架結(jié)構(gòu)101的側(cè)邊；

5、待測多胞橢球諧振腔2能夠沿第一滑軌102滑動；

6、同軸度測量裝置3包括固定支架、測量圓環(huán)303和測量傳感器304；固定支架固定安裝于框架結(jié)構(gòu)101，測量圓環(huán)303固定安裝于固定支架；若干個測量傳感器304均勻分布于測量圓環(huán)303的內(nèi)側(cè)；

7、調(diào)諧夾板組件4包括兩個結(jié)構(gòu)相同對稱排布的調(diào)諧夾板子組件；調(diào)諧夾板子組件分別位于同軸度測量裝置3的兩側(cè)，包括固定夾板401、上軌道凹槽402、下軌道凹槽403、拉壓板404、第一步進電機405和滑桿406；固定夾板401呈中空矩形形狀，四角處開有圓孔；四個螺釘408分別穿過兩個固定夾板401的圓孔，四個第二步進電機407分別位于四個螺釘408的末端，用于調(diào)節(jié)兩個固定夾板401四個角之間的相對距離；固定夾板401的底部裝配有底部滑塊409，底部滑塊409上設(shè)有驅(qū)動電機，通過驅(qū)動電機帶動底部滑塊409沿第二滑軌104滑動或固定；上軌道凹槽402和下軌道凹槽403分別安裝于固定夾板401的內(nèi)側(cè)上下部；兩塊拉壓板404位于上軌道凹槽402和下軌道凹槽403之間，兩塊拉壓板404閉合時呈圓形中空矩形形狀；上軌道凹槽402和下軌道凹槽403的末端分別設(shè)有第一步進電機405，滑桿406穿過拉壓板404和第一步進電機405，通過第一步進電機405和滑桿406帶動左右兩塊拉壓板404打開和閉合狀態(tài)；

8、控制系統(tǒng)用于控制待測多胞橢球諧振腔2的移動、接收測量傳感器304的采集數(shù)據(jù)、完成同軸度的解算，并依據(jù)同軸度解算結(jié)果自動控制底部滑塊409、第一步進電機405和第二步進電機407的移動。

9、進一步的，主體支架系統(tǒng)1中，框架結(jié)構(gòu)101為鋁合金型材的框架結(jié)構(gòu)。

10、進一步的，待測多胞橢球諧振腔2包括依次級聯(lián)的輸入口203、若干個單元腔201和輸出口204，還包括支撐支架和滑動底座207；單元腔201的兩端均設(shè)有加強筋202，相鄰單元腔201通過加強筋202級聯(lián)；單元腔201和支撐支架一一對應(yīng)，支撐支架包括軟性支撐體205和支撐座206；支撐座206的底部與滑動底座207固定連接，頂部固定連接軟性支撐體205，用于支撐單元腔201；滑動底座207與主體支架系統(tǒng)1的第一滑軌102接觸，使得待測多胞橢球諧振腔2能夠沿第一滑軌102滑動。

11、進一步的，同軸度測量裝置3中，固定支架包括支撐桿301和支撐平面302；兩個支撐桿301固定安裝于主體支架系統(tǒng)1的框架結(jié)構(gòu)101的兩側(cè)，兩個支撐平面302固定安裝于支撐桿301，支撐桿301和支撐平面302共同作用，將測量圓環(huán)303固定在主體支架系統(tǒng)1的框架結(jié)構(gòu)101。

12、進一步的，測量圓環(huán)303的圓心與待測多胞橢球諧振腔2的軸心位于同一個水平線上。

13、進一步的，測量圓環(huán)303的內(nèi)徑大于單元腔201的外徑，拉壓板404在打開狀態(tài)下的間距大于單元腔201的外徑。

14、進一步的，測量傳感器304的指向測量圓環(huán)303的圓心，相鄰測量傳感器304的夾角為45°或30°。

15、進一步的，測量傳感器304選用激光測距傳感器。

16、本發(fā)明的有益效果是：

17、本發(fā)明所述多胞橢球諧振腔的全自動測調(diào)一體化調(diào)諧裝置，通過由調(diào)諧夾板組件以及包圍在其中間的同軸度測量組件，根據(jù)控制系統(tǒng)的程序設(shè)定，可以同時對同一個多胞橢球諧振腔的單元腔進行測量和調(diào)諧，可以實現(xiàn)邊測邊調(diào)的目的；本發(fā)明所述裝置能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)諧與測量同時實施，可以實時監(jiān)控調(diào)諧的效果，提升調(diào)諧精度；本發(fā)明所述裝置的整個流程無需人為操控，可以實現(xiàn)對多胞橢球諧振腔的測量與調(diào)諧的全流程自動化；本發(fā)明所述裝置實現(xiàn)快速、實時的對橢球諧振腔調(diào)諧的作用，從而使其滿足物理參數(shù)需求、保證橢球諧振腔的性能和效果。

技術(shù)特征：

1.一種多胞橢球諧振腔的全自動測調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，包括主體支架系統(tǒng)(1)、待測多胞橢球諧振腔(2)、同軸度測量裝置(3)、調(diào)諧夾板組件(4)和控制系統(tǒng)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多胞橢球諧振腔的全自動測調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，主體支架系統(tǒng)(1)中，框架結(jié)構(gòu)(101)為鋁合金型材的框架結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多胞橢球諧振腔的全自動測調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，待測多胞橢球諧振腔(2)包括依次級聯(lián)的輸入口(203)、若干個單元腔(201)和輸出口(204)，還包括支撐支架和滑動底座(207)；單元腔(201)的兩端均設(shè)有加強筋(202)，相鄰單元腔(201)通過加強筋(202)級聯(lián)；單元腔(201)和支撐支架一一對應(yīng)，支撐支架包括軟性支撐體(205)和支撐座(206)；支撐座(206)的底部與滑動底座(207)固定連接，頂部固定連接軟性支撐體(205)，用于支撐單元腔(201)；滑動底座(207)與主體支架系統(tǒng)(1)的第一滑軌(102)接觸，使得待測多胞橢球諧振腔(2)能夠沿第一滑軌(102)滑動。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多胞橢球諧振腔的全自動測調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，同軸度測量裝置(3)中，固定支架包括支撐桿(301)和支撐平面(302)；兩個支撐桿(301)固定安裝于主體支架系統(tǒng)(1)的框架結(jié)構(gòu)(101)的兩側(cè)，兩個支撐平面(302)固定安裝于支撐桿(301)，支撐桿(301)和支撐平面(302)共同作用，將測量圓環(huán)(303)固定在主體支架系統(tǒng)(1)的框架結(jié)構(gòu)(101)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多胞橢球諧振腔的全自動測調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，測量圓環(huán)(303)的圓心與待測多胞橢球諧振腔(2)的軸心位于同一個水平線上。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多胞橢球諧振腔的全自動測調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，測量圓環(huán)(303)的內(nèi)徑大于單元腔(201)的外徑，拉壓板(404)在打開狀態(tài)下的間距大于單元腔(201)的外徑。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多胞橢球諧振腔的全自動測調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，測量傳感器(304)的指向測量圓環(huán)(303)的圓心，相鄰測量傳感器(304)的夾角為45°或30°。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多胞橢球諧振腔的全自動測調(diào)一體化調(diào)諧裝置，其特征在于，測量傳感器(304)選用激光測距傳感器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多胞橢球諧振腔的全自動測調(diào)一體化調(diào)諧裝置，屬于同軸度的測量和調(diào)諧技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述裝置包括主體支架系統(tǒng)、待測多胞橢球諧振腔、同軸度測量裝置、調(diào)諧夾板組件和控制系統(tǒng)；待測多胞橢球諧振腔可沿主體支架系統(tǒng)的滑軌滑動；同軸度測量裝置配有若干測量傳感器，用于實時監(jiān)測待測多胞橢球諧振腔的同軸度；調(diào)諧夾板組件由控制系統(tǒng)操控，通過電機實現(xiàn)夾板和拉壓板的自動調(diào)節(jié)，對待測多胞橢球諧振腔進行實時調(diào)諧。本發(fā)明所述裝置可實現(xiàn)自動化、無人工干預(yù)的測量與調(diào)諧一體化操作，顯著提高了同軸度測量和調(diào)諧的效率和精度。

技術(shù)研發(fā)人員：李阿紅,劉華昌,蒙林,王彬
受保護的技術(shù)使用者：電子科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19