本發(fā)明涉及加速器領(lǐng)域，具體涉及調(diào)諧裝置以及超導(dǎo)加速器。

背景技術(shù)：

1、超導(dǎo)加速器具有總能耗低、束流品質(zhì)和穩(wěn)定性好、重復(fù)頻率高等優(yōu)點(diǎn)，是目前國際上加速器技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。相對(duì)于常溫腔，超導(dǎo)腔工作時(shí)受到氦壓波動(dòng)、洛倫茲力效應(yīng)、麥克風(fēng)效應(yīng)、束流以及周圍設(shè)備的顫噪等影響，超導(dǎo)腔的諧振頻率會(huì)偏離工作頻率(信號(hào)源的頻率)。為了保持加速腔壓的穩(wěn)定，需要增大超導(dǎo)腔的入射功率，此時(shí)反射功率也會(huì)增大，既浪費(fèi)了能量又會(huì)對(duì)發(fā)射機(jī)造成損壞。因此每一個(gè)加速腔均配備有一套調(diào)諧裝置并配合超導(dǎo)腔調(diào)諧控制環(huán)路來補(bǔ)償和阻尼超導(dǎo)腔內(nèi)外各種噪聲因素對(duì)其頻率的影響，保持加速場恒定和束流的穩(wěn)定運(yùn)行。超導(dǎo)腔調(diào)諧器是超導(dǎo)組元的重要組成部分?，F(xiàn)有的超導(dǎo)腔調(diào)諧器大都采用了擠壓的方式來有效改變腔體頻率，超導(dǎo)腔在束流端口擠壓情況下頻率會(huì)降低，放松束流端口時(shí)頻率升高。擠壓式調(diào)諧器不會(huì)對(duì)腔內(nèi)的高階模分步產(chǎn)生大的影響，更不會(huì)引起新的高階模的產(chǎn)生，所以是一種常見的調(diào)諧方式。

2、由于超導(dǎo)腔的品質(zhì)因素高，所以需要對(duì)頻率特別精細(xì)的調(diào)節(jié)?，F(xiàn)有的調(diào)諧裝置存在因調(diào)諧機(jī)構(gòu)復(fù)雜而容易出現(xiàn)故障、調(diào)諧滯后的問題，達(dá)不到快速、實(shí)時(shí)調(diào)諧超導(dǎo)腔體的作用，從而影響腔體的加速效果。上述問題是本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是如何提供一種機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)諧精度和調(diào)節(jié)響應(yīng)速度較好的調(diào)諧裝置和超導(dǎo)加速器。

2、根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種調(diào)諧裝置，用于超導(dǎo)腔，調(diào)諧裝置包括：彈性件；

3、快調(diào)諧組件，包括壓電陶瓷、第一安裝座和第二安裝座，第一安裝座用于與超導(dǎo)腔的液氦槽連接固定；

4、以及連接支架，連接于第二安裝座，連接支架具有在第一方向上作用于超導(dǎo)腔的束流端口的擠壓部；

5、其中，第一安裝座和第二安裝座沿第一方向滑動(dòng)配合，壓電陶瓷固定安裝在第一安裝座和第二安裝座之間，第一方向與壓電陶瓷的軸向一致，彈性件兩端分別傳力作用于第一安裝座和第二安裝座，用于使第一安裝座和第二安裝座的間距隨壓電陶瓷的軸向尺寸的改變而自適應(yīng)調(diào)整。

6、在一種可選的實(shí)施例中，第一安裝座和第二安裝座的其中一者上設(shè)有導(dǎo)桿，第一安裝座和第二安裝座通過導(dǎo)桿滑動(dòng)配合，導(dǎo)桿上設(shè)有用于鎖緊第一安裝座和第二安裝座的鎖緊螺母，彈性件由鎖緊螺母鎖緊于快調(diào)諧組件。

7、在一種可選的實(shí)施例中，第一安裝座包括沿第一方向相對(duì)且間隔設(shè)置的第一板和第二板、以及連接第一板和第二板的第三板，導(dǎo)桿連接第一板、第二板和第二安裝座，第二板上設(shè)有供導(dǎo)桿穿設(shè)的導(dǎo)向孔；沿導(dǎo)桿的軸向，第一板、第二板和第二安裝座依次設(shè)置，第二板抵接第二安裝座；

8、第一板設(shè)有抵接壓電陶瓷一端的收容槽，第二安裝座上設(shè)有抵接壓電陶瓷另一端的凸起部，第二板設(shè)有供凸起部穿設(shè)的過孔。

9、在一種可選的實(shí)施例中，快調(diào)諧組件的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)快調(diào)諧組件的第二安裝座分別連接于連接支架的相對(duì)兩端，以使連接支架整體沿第一方向平移。

10、在一種可選的實(shí)施例中，調(diào)諧裝置還包括機(jī)械調(diào)諧組件，機(jī)械調(diào)諧組件包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括連接的第一部分和第二部分，第一部分與第二安裝座相連，第二部分具有連接部；連接支架連接于連接部，第一方向?yàn)槌瑢?dǎo)腔的軸向；

11、其中，第一部分和第二部分偏心設(shè)置且轉(zhuǎn)動(dòng)配合，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端傳動(dòng)連接于第二部分、并驅(qū)動(dòng)第二部分繞第一軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，第一軸線、連接部的軸線以及第二部分的中心軸線均平行，以抵消連接部在第二方向上的位移、使連接部和擠壓部相對(duì)于第一部分僅沿第一方向移動(dòng)，第一方向、第二方向和第二部分的中心軸線兩兩垂直。

12、在一種可選的實(shí)施例中，第二部分包括偏心軸和第一軸承；偏心軸包括本體段和連接于本體段的軸向兩端的兩個(gè)連接段，兩個(gè)連接段共軸線設(shè)置，本體段的軸線與第二部分的中心軸線重合；第一軸承套接于本體段上；連接段構(gòu)成連接部、與連接支架相連接；

13、第一部分為與第一軸承套接且偏心設(shè)置的第二軸承，以使第二部分整體朝與連接段在第二方向上產(chǎn)生位移的相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)偏移。

14、在一種可選的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)件、擺動(dòng)臂和由驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠副；擺動(dòng)臂的一端與滾珠絲杠副的螺母鉸接、另一端與執(zhí)行部傳動(dòng)連接，以驅(qū)動(dòng)連接段轉(zhuǎn)動(dòng)并沿第一方向移動(dòng)。

15、在一種可選的實(shí)施例中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)臂和快調(diào)諧組件的數(shù)量均為兩個(gè)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括沿第二方向間隔設(shè)置第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)和第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)；兩個(gè)擺動(dòng)臂包括沿第二方向間隔設(shè)置的第一擺動(dòng)臂和第二擺動(dòng)臂，第一擺動(dòng)臂與第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，第二擺動(dòng)臂與第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)和第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別連接于連接支架的兩端，第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)和第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)均由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)；擠壓部用于與束流端口連接固定，第一方向垂直于第二方向。

16、在一種可選的實(shí)施例中，機(jī)械調(diào)諧組件還包括第四軸承和同步組件；

17、滾珠絲杠副的絲杠的軸向?yàn)榈诙较颍谒妮S承與滾珠絲杠副的絲杠滑動(dòng)配合；第一擺動(dòng)臂和第二擺動(dòng)臂沿第二方向?qū)ΨQ設(shè)置，第一擺動(dòng)臂與滾珠絲杠副的螺母件鉸接，第二擺動(dòng)臂與第四軸承鉸接；

18、同步組件包括三連桿機(jī)構(gòu)、第一齒輪和第二齒輪；三連桿機(jī)構(gòu)的兩個(gè)活動(dòng)端與連接支架鉸接，以與連接支架形成平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)；第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接段上套設(shè)第一齒輪；第二齒輪位于三連桿機(jī)構(gòu)和連接支架之間，且套設(shè)于三連桿機(jī)構(gòu)靠近于第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)的活動(dòng)端與連接支架的第一鉸接軸上，第一齒輪與第二齒輪相嚙合。

19、根據(jù)第二方面，本發(fā)明還提供了一種超導(dǎo)加速器，包括：

20、超導(dǎo)腔，具有液氦槽和束流端口；

21、上述的調(diào)諧裝置，調(diào)諧裝置連接于液氦槽，且沿第一方向作用于束流端口。

22、據(jù)上述實(shí)施例的用于超導(dǎo)腔的一種調(diào)諧裝置，快調(diào)諧組件中的壓電陶瓷具有可以快速響應(yīng)電壓變化而改變其軸向尺寸的性能，第一安裝座和第二安裝座沿第一方向滑動(dòng)配合，彈性件軸向兩端傳力作用于第一安裝座和第二安裝座，為第一安裝座、第二安裝座和壓電陶瓷提供預(yù)緊力，使三者之間始終保持張緊。通過對(duì)壓電陶瓷進(jìn)行充斷電操作或者加壓、減壓操作改變壓電陶瓷的軸向尺寸，彈性件則會(huì)對(duì)應(yīng)被壓縮或者自適應(yīng)恢復(fù)伸長，由于第一安裝座與超導(dǎo)腔的液氦槽連接固定，第一安裝座的位置不會(huì)改變，則最終第二安裝座和擠壓部相對(duì)于超導(dǎo)腔沿壓電陶瓷的軸向移動(dòng)，使得擠壓部擠壓或放松超導(dǎo)腔的束流端口，進(jìn)而對(duì)應(yīng)調(diào)整超導(dǎo)腔的工作頻率?？煺{(diào)諧組件的結(jié)構(gòu)連接方式簡單、動(dòng)力傳遞簡單。且由于壓電陶瓷能快速響應(yīng)且其軸向尺寸的變化可以很精細(xì)，所以擠壓部相對(duì)于超導(dǎo)腔的束流端口移動(dòng)的位移量變化也可以達(dá)到很精細(xì)的程度，進(jìn)而使快調(diào)諧組件的精度也能達(dá)到較高的水平，以滿足響應(yīng)速度和調(diào)諧精度的要求，實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時(shí)超導(dǎo)腔調(diào)諧體的作用，從而使其滿足物理參數(shù)需求、保證超導(dǎo)腔的加速效果。

技術(shù)特征：

1.一種調(diào)諧裝置，其特征在于，用于超導(dǎo)腔，所述調(diào)諧裝置包括：

2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)諧裝置，其特征在于，所述第一安裝座和所述第二安裝座的其中一者上設(shè)有導(dǎo)桿，所述第一安裝座和所述第二安裝座通過所述導(dǎo)桿滑動(dòng)配合，所述導(dǎo)桿上設(shè)有用于鎖緊所述第一安裝座和所述第二安裝座的鎖緊螺母，所述彈性件由所述鎖緊螺母鎖緊于所述快調(diào)諧組件。

3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)諧裝置，其特征在于，所述第一安裝座包括沿第一方向相對(duì)且間隔設(shè)置的第一板和第二板、以及連接所述第一板和所述第二板的第三板，所述導(dǎo)桿連接所述第一板、第二板和所述第二安裝座，所述第二板上設(shè)有供所述導(dǎo)桿穿設(shè)的導(dǎo)向孔；沿所述導(dǎo)桿的軸向，所述第一板、所述第二板和所述第二安裝座依次設(shè)置，所述第二板抵接所述第二安裝座；

4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的調(diào)諧裝置，其特征在于，所述快調(diào)諧組件的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)所述快調(diào)諧組件的第二安裝座分別連接于所述連接支架的相對(duì)兩端，以使所述連接支架整體沿所述第一方向平移。

5.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的調(diào)諧裝置，其特征在于，所述調(diào)諧裝置還包括機(jī)械調(diào)諧組件，機(jī)械調(diào)諧組件包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括連接的第一部分和第二部分，所述第一部分與所述第二安裝座相連，所述所述第二部分具有連接部；連接支架連接于所述連接部，所述第一方向?yàn)樗龀瑢?dǎo)腔的軸向；

6.如權(quán)利要求5所述的調(diào)諧裝置，其特征在于，所述第二部分包括偏心軸和第一軸承；所述偏心軸包括本體段和連接于所述本體段的軸向兩端的兩個(gè)連接段，所述兩個(gè)連接段共軸線設(shè)置，所述本體段的軸線與所述第二部分的中心軸線重合；所述第一軸承套接于所述本體段上；所述連接段構(gòu)成所述連接部、與所述連接支架相連接；

7.如權(quán)利要求6所述的調(diào)諧裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)件、擺動(dòng)臂和由所述驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠副；所述擺動(dòng)臂的一端與所述滾珠絲杠副的螺母鉸接、另一端與所述執(zhí)行部傳動(dòng)連接，以驅(qū)動(dòng)所述連接段轉(zhuǎn)動(dòng)并沿所述第一方向移動(dòng)。

8.如權(quán)利要求7所述的調(diào)諧裝置，其特征在于，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)、所述擺動(dòng)臂和所述快調(diào)諧組件的數(shù)量均為兩個(gè)；所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括沿第二方向間隔設(shè)置第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)和第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)；兩個(gè)所述擺動(dòng)臂包括沿第二方向間隔設(shè)置的第一擺動(dòng)臂和第二擺動(dòng)臂，所述第一擺動(dòng)臂與所述第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，所述第二擺動(dòng)臂與所述第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，所述第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)和所述第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別連接于所述連接支架的兩端，所述第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)和所述第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)均由所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)；所述擠壓部用于與所述束流端口連接固定，所述第一方向垂直于所述第二方向。

9.如權(quán)利要求8所述的調(diào)諧裝置，其特征在于，所述機(jī)械調(diào)諧組件還包括第四軸承和同步組件；

10.一種超導(dǎo)加速器，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種調(diào)諧裝置以及超導(dǎo)加速器，該調(diào)諧裝置包括彈性件、快調(diào)諧組件以及連接支架；快調(diào)諧組件包括壓電陶瓷、第一安裝座和第二安裝座，第一安裝座用于與超導(dǎo)腔的液氦槽連接固定；連接支架連接于第二安裝座，連接支架具有在第一方向上作用于超導(dǎo)腔的束流端口的擠壓部；其中，第一安裝座和第二安裝座沿第一方向滑動(dòng)配合，壓電陶瓷固定安裝在第一安裝座和第二安裝座之間，第一方向與壓電陶瓷的軸向一致，彈性件兩端分別傳力作用于第一安裝座和第二安裝座，用于使第一安裝座和第二安裝座的間距隨壓電陶瓷的軸向尺寸的改變而自適應(yīng)調(diào)整。該調(diào)諧裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)諧精度和調(diào)節(jié)響應(yīng)速度較好。

技術(shù)研發(fā)人員：李阿紅,劉華昌,蒙林,王生,吳小磊,瞿培華,李波,陳強(qiáng),王云,樊夢(mèng)旭,張聰,周文中
受保護(hù)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