本發(fā)明涉及一種自動(dòng)機(jī)械裝置，尤其涉及一種應(yīng)用于激光聚變靶場(chǎng)的光學(xué)診斷設(shè)備的保護(hù)玻璃自動(dòng)更換裝置。

背景技術(shù)：

激光核聚變是目前普遍采用的一種人工可控核聚變，它在民用和軍事上都具有十分重大的研究意義，受到世界各核大國(guó)的高度重視。從20世紀(jì)70年代后半葉開始，俄、美、日、法、中、英等國(guó)相繼開始高功率激光驅(qū)動(dòng)器的研制。美國(guó)在此領(lǐng)域的研究處于領(lǐng)先地位，先后建立了shiva、nova、beamlet、omage等激光驅(qū)動(dòng)裝置，并于2009年正式建成包含192路的超大規(guī)模激光驅(qū)動(dòng)裝置“nif”。中國(guó)也建立了一系列的激光驅(qū)動(dòng)裝置(星光系列、神光系列等)，2015年完成建設(shè)的國(guó)內(nèi)最大的激光驅(qū)動(dòng)裝置“神光－?！卑?8路激光。

如此龐大的驅(qū)動(dòng)裝置的正常運(yùn)行難度是極大的，數(shù)以萬計(jì)的零部件，任何一個(gè)出現(xiàn)故障、損壞都將影響系統(tǒng)運(yùn)行。通常，一年中每輪實(shí)驗(yàn)中間需要很長(zhǎng)時(shí)間(可能幾個(gè)月)來進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。因此，如何在設(shè)備處于最佳狀態(tài)時(shí)抓緊時(shí)機(jī)提高裝置運(yùn)行效率成為非常迫切的問題。美國(guó)nif裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，每天可以打靶20發(fā)；而國(guó)內(nèi)有些驅(qū)動(dòng)裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)每天只能打靶3～5發(fā)。激光聚變是一個(gè)十分復(fù)雜的物理過程，需要進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行理論模型驗(yàn)證、完善。在很大程度上，打靶的效率直接影響我國(guó)激光聚變研究的進(jìn)程。

在激光聚變靶場(chǎng)有很多光學(xué)診斷設(shè)備，它們深入真空靶室內(nèi)部，近距離觀察聚變靶丸，探索打靶過程中各種物理奧秘。但是，光學(xué)元件很容易受到打靶碎片的損傷，通常在光學(xué)系統(tǒng)最前面用一塊耐輻射的平行平板玻璃窗進(jìn)行防護(hù)。這些保護(hù)玻璃在經(jīng)歷了1發(fā)實(shí)驗(yàn)之后，其表面通常也會(huì)遍體鱗傷，其通光性大為降低，嚴(yán)重影響光學(xué)診斷設(shè)備的正常使用，必須打開真空更換保護(hù)玻璃。靶室體積較大，放真空和抽真空將耗去大量的時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為提高保護(hù)玻璃的更換速度，本發(fā)明提供了激光聚變靶場(chǎng)的光學(xué)診斷設(shè)備的保護(hù)玻璃自動(dòng)更換裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

激光聚變靶場(chǎng)光學(xué)診斷設(shè)備的保護(hù)玻璃自動(dòng)更換裝置，其特殊之處在于：

包括安裝基架、第一鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和防護(hù)板；所述安裝基架能夠套裝在所述光學(xué)診斷設(shè)備的前端鏡頭外；所述第一鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定安裝在所述安裝基架上端面上的多個(gè)第一鏈輪以及繞裝在所述多個(gè)第一鏈輪外的第一傳送鏈；

所述第一傳送鏈整體呈多邊形，其上設(shè)置有多個(gè)第一懸掛座，每個(gè)第一懸掛座上均懸掛安裝有一個(gè)保護(hù)玻璃組件；多個(gè)保護(hù)玻璃組件間隔分布且位于所述安裝基架的外側(cè)；

所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在所述安裝基架上，用于驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)第一鏈輪中的其中一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述防護(hù)板固定安裝在所述安裝基架上，用于阻擋打靶過程中從所述光學(xué)診斷設(shè)備的前方靶點(diǎn)飛出的碎片。

基于上述基本技術(shù)方案，本發(fā)明還作出以下優(yōu)化和/或限定：

為了提高保護(hù)玻璃組件運(yùn)送的平穩(wěn)性，上述保護(hù)玻璃自動(dòng)更換裝置還包括第二鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、和驅(qū)動(dòng)連桿；所述第二鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定安裝在所述安裝基架下端面上的與所述第一鏈輪相匹配的多個(gè)第二鏈輪以及繞裝在所述多個(gè)第二鏈輪外的第二傳送鏈；所述第二傳送鏈上設(shè)置有與所述第一懸掛座相匹配的用于固定所述保護(hù)玻璃組件的多個(gè)第二懸掛座；所述驅(qū)動(dòng)連桿豎直設(shè)置，驅(qū)動(dòng)連桿的上部與其中一個(gè)第一鏈輪固連，下部與其中一個(gè)第二鏈輪固連；所述驅(qū)動(dòng)連桿被所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

為了降低保護(hù)玻璃組件的輸送速度，提高保護(hù)玻璃組件更換的可控性，上述保護(hù)玻璃自動(dòng)更換裝置還包括驅(qū)動(dòng)齒輪和減速齒輪；驅(qū)動(dòng)齒輪與驅(qū)動(dòng)電機(jī)固連，驅(qū)動(dòng)齒輪與減速齒輪嚙合，減速齒輪與驅(qū)動(dòng)連桿固連。

上述第一傳送鏈整體呈四邊形時(shí)，裝置整體體積最小，結(jié)構(gòu)最緊湊，適合于空間受限的場(chǎng)合。

進(jìn)一步地，上述保護(hù)玻璃組件包括玻璃片、玻璃框、玻璃壓板以及底框；玻璃片通過玻璃壓板固定于玻璃框內(nèi)；所述玻璃框和所述底框上分別設(shè)置有相互配合限位固定裝置的限位固定裝置；所述底框的端面上設(shè)置有兩個(gè)固定孔；兩個(gè)固定孔分別與所述第一懸掛座和所述第二懸掛座配合。

更進(jìn)一步地，上述限位固定裝置可以包括設(shè)置在所述玻璃框側(cè)壁上的兩個(gè)卡位桿和兩個(gè)抓取凸臺(tái)，以及設(shè)置在所述底框上的兩段開槽；所述兩段開槽沿底框圓周方向開設(shè)并相對(duì)于底框中心對(duì)稱，每個(gè)開槽的一個(gè)端部/兩個(gè)端部均與底框形成限位區(qū)；限位區(qū)處安裝有帶滾珠彈簧的螺紋鎖銷；安裝時(shí)，將所述抓取凸臺(tái)置于所述開槽中并旋轉(zhuǎn)，所述卡位桿碰撞所述螺紋鎖銷使?jié)L珠擠壓縮回，當(dāng)卡位桿擠入限位區(qū)后，所述滾珠彈出，使卡位桿限位于所述限位區(qū)內(nèi)。

上述安裝基架由兩個(gè)平行設(shè)置的基板構(gòu)成。

上述多個(gè)保護(hù)玻璃組件等間隔分布，要求間隔足夠大，以使其中一個(gè)保護(hù)玻璃組件位于光學(xué)系統(tǒng)前端鏡頭正前方時(shí)，其余保護(hù)玻璃組件完全位于光學(xué)系統(tǒng)前端鏡頭的側(cè)面。

上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用步進(jìn)電機(jī)。

上述第一鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可用第一帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)替代。

上述第二鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可用第二帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)替代。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明將多個(gè)保護(hù)玻璃組件間隔懸掛安裝在位于安裝基架上端的多邊形傳送鏈上，使用時(shí)使其中一個(gè)保護(hù)玻璃組件位于光學(xué)診斷設(shè)備前端鏡頭的正前方，其余保護(hù)玻璃組件作為備用位于所述前端鏡頭的一側(cè)，當(dāng)位于前端鏡頭正前方的保護(hù)玻璃損壞時(shí)，多邊形傳送鏈在驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)齒輪的驅(qū)動(dòng)下自動(dòng)將備用的保護(hù)玻璃組件輸送到所述前端鏡頭的正前方，同時(shí)將已損壞的保護(hù)玻璃組件輸送到所述前端鏡頭的另一側(cè)，因此本發(fā)明能在不影響靶室真空的情況下，自動(dòng)更換保護(hù)玻璃，提高了光學(xué)診斷設(shè)備的維護(hù)速度，提高了激光驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行效率。

2、本發(fā)明的每個(gè)保護(hù)玻璃組件通過上下設(shè)置的兩個(gè)懸掛座固定于上下兩個(gè)多邊形傳送鏈上，因此在自動(dòng)更換保護(hù)玻璃組件時(shí)，保護(hù)玻璃傳輸更平穩(wěn)。

3、本發(fā)明的上下兩個(gè)傳送鏈采用四邊形傳送鏈，能使保護(hù)玻璃自動(dòng)更換裝置的體積減至最小，因此在靶室里占用體積最小，不影響靶室內(nèi)其他設(shè)備的安裝使用。

4、本發(fā)明的保護(hù)玻璃組件的裝配過程為：將玻璃片通過玻璃壓板固定于玻璃框內(nèi)，整體再通過限位固定裝置限位于底框上。因此，當(dāng)所有保護(hù)玻璃組件的玻璃片損壞后，僅需將玻璃框從底框上快速拆出，更換好玻璃片后再將帶玻璃片的玻璃框裝在底框上即可，更換方便。

5、本發(fā)明通過帶滾珠彈簧的螺紋鎖銷將玻璃框上的卡位桿限位于底框上的限位區(qū)內(nèi)，僅需旋轉(zhuǎn)玻璃框便能將玻璃框裝入或拆出，更換更加方便。

6、本發(fā)明也可以應(yīng)用于其他需要自動(dòng)更換保護(hù)玻璃的場(chǎng)合。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖(使用狀態(tài))；

圖2是圖1所示保護(hù)玻璃自動(dòng)更換裝置另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖(使用狀態(tài))；

圖3是本發(fā)明的保護(hù)玻璃組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標(biāo)號(hào)：1-光學(xué)診斷設(shè)備主體筒(部分截取圖)；2-光學(xué)診斷設(shè)備前端鏡頭；3-基板；4-第一鏈輪；5-第一傳送鏈；6-第一懸掛座；7-驅(qū)動(dòng)齒輪；8-減速齒輪；9-驅(qū)動(dòng)電機(jī)；10-第二鏈輪；11-第二傳送鏈；12-第二懸掛座；13-保護(hù)玻璃組件；14-防護(hù)板；15-基板安裝孔；16-驅(qū)動(dòng)連桿；17-玻璃片；18-玻璃框；19-玻璃壓板；20-卡位桿；21-抓取凸臺(tái)；22-底框；23-開槽；24-螺紋鎖銷；25-限位區(qū)；26-固定孔。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。

圖1和圖2給出了本發(fā)明所提供的保護(hù)玻璃自動(dòng)更換裝置的一個(gè)具體實(shí)施例，如圖所示，在光學(xué)診斷設(shè)備前端鏡頭2的左右兩側(cè)各固定一個(gè)基板3(基板3側(cè)面設(shè)置有多個(gè)基板安裝孔用于將基板固定于靶室內(nèi))構(gòu)成安裝基架，基板3的上端面四角各安裝一個(gè)第一鏈輪4、下端面四角各安裝一個(gè)第二鏈輪10，且四個(gè)第二鏈輪10分別位于四個(gè)第一鏈輪4的正下方?；?上端面的四個(gè)第一鏈輪4外繞裝有第一傳送鏈5，形成一個(gè)四邊形傳送機(jī)構(gòu)，基板3下端面的四個(gè)第二鏈輪10外繞裝有第二傳送鏈11，形成一個(gè)四邊形傳送機(jī)構(gòu)。

第一傳送鏈5上鉚接有多個(gè)第一懸掛座6，,第二傳送鏈11上鉚接有多個(gè)與第二懸掛座6匹配的第二懸掛座12。

三個(gè)保護(hù)玻璃組件13分別通過匹配的第一懸掛座6和第二懸掛座12固定于第一傳送鏈5和第二傳送鏈11上，并且三個(gè)保護(hù)玻璃組件13等間隔布置。使用時(shí)，其中一個(gè)保護(hù)玻璃組件位于光學(xué)診斷設(shè)備前端鏡頭2的正前方，起到保護(hù)的作用，其余兩個(gè)保護(hù)玻璃組件位于光學(xué)診斷設(shè)備前端鏡頭2的同一側(cè)作為備用，光學(xué)診斷設(shè)備前端鏡頭2的另一側(cè)可用于存放損壞的保護(hù)玻璃組件。

在第一傳送鏈5的其中的一個(gè)拐角處，用驅(qū)動(dòng)連桿16將該拐角處的第一鏈輪、位于該拐角正下方的第二鏈輪以及減速齒輪8固連成一體，并且保證兩個(gè)鏈輪的齒尖朝向一致。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)9與驅(qū)動(dòng)齒輪7固連，驅(qū)動(dòng)齒輪7驅(qū)動(dòng)減速齒輪8轉(zhuǎn)動(dòng)，減速齒輪8通過驅(qū)動(dòng)連桿16驅(qū)動(dòng)上下兩個(gè)傳送鏈條同步運(yùn)動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)保護(hù)玻璃組件的精確更換，驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)，可通過精確控制電機(jī)步進(jìn)量來精確控制鏈條的旋轉(zhuǎn)量。

儲(chǔ)備的保護(hù)玻璃組件受到保護(hù)防護(hù)板14的保護(hù)，在打靶過程中防護(hù)板能阻擋從光學(xué)診斷設(shè)備前方靶點(diǎn)飛出的碎片。

本發(fā)明的工作過程：遠(yuǎn)程控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)9旋轉(zhuǎn)，它通過驅(qū)動(dòng)齒輪7帶動(dòng)減速齒輪8轉(zhuǎn)動(dòng)，減速齒輪8帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)連桿16轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)連桿16帶動(dòng)與其固連的上、下兩個(gè)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩個(gè)鏈輪同時(shí)同步帶動(dòng)第一傳送鏈5和第二傳送鏈11轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將損壞的保護(hù)玻璃組件移到前端鏡頭的另一側(cè)，同時(shí)或者繼續(xù)傳送一塊新的保護(hù)玻璃組件置于前端鏡頭的正前方，完成保護(hù)玻璃更換。這里需要說明的是，本發(fā)明中可用帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)替代鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，也就是說將第一傳送鏈5和第二傳送鏈11均由傳送帶替代，相應(yīng)的，第一鏈輪4和第二鏈輪10均由帶輪替代；替換后傳動(dòng)路徑為：驅(qū)動(dòng)電機(jī)9→驅(qū)動(dòng)齒輪7→減速齒輪8→驅(qū)動(dòng)連桿16→上、下兩個(gè)帶輪→上、下兩個(gè)傳送帶。

一旦保護(hù)玻璃自動(dòng)更換裝置中的玻璃片全部損壞，就需要打開靶室進(jìn)行人工更換，為提高更換效率，本實(shí)施例中給出了保護(hù)玻璃組件的一個(gè)較佳實(shí)施例，如圖3所示，保護(hù)玻璃組件包括玻璃片17、玻璃框18、玻璃壓板19以及底框22；底框22的端面上設(shè)置有兩個(gè)固定孔26，這兩個(gè)固定孔分別與第一懸掛座6和第二懸掛座12配合；玻璃片17通過玻璃壓板19固定于玻璃框18內(nèi)；玻璃框18和底框18上分別設(shè)置有相互配合的限位固定裝置,例如二者可通過螺紋配合連接，也可通過卡扣連接或者其他常用限位連接方式；圖3給出了限位固定裝置的一個(gè)具體實(shí)施例，它包括設(shè)置在所述玻璃框側(cè)壁上的兩個(gè)卡位桿20和兩個(gè)抓取凸臺(tái)21，以及設(shè)置在底框22上的兩段開槽23；兩段開槽23沿底框22圓周方向開設(shè)并相對(duì)于底框22的中心對(duì)稱，每個(gè)開槽23的一個(gè)端部均與底框形成限位區(qū)25；限位區(qū)25處安裝有帶滾珠彈簧的螺紋鎖銷24。

安裝時(shí)，首先將玻璃片17裝入玻璃框18中并用玻璃壓板19固定，然后將玻璃框18的抓取凸臺(tái)21置于底框22的開槽23中并順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，卡位桿20就會(huì)碰撞螺紋鎖銷24使?jié)L珠擠壓縮回，當(dāng)卡位桿20擠入限位區(qū)25后，滾珠便會(huì)彈出，將卡位桿20限位于限位區(qū)25內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)固定。一旦保護(hù)玻璃自動(dòng)更換裝置中的玻璃片全部損壞，需要人工進(jìn)行更換時(shí)，僅需將損壞的玻璃連框旋出，將帶玻璃框的新玻璃旋入底框即可，更換十分方便。