一种大重量、大尺寸非线性光学晶体材料的翻转装置

本发明属于非线性光学晶体加工，具体是一种大重量、大尺寸非线性光学晶体材料的翻转装置。

背景技术：

1、非线性光学晶体，特别是kdp(磷酸二氢钾)与dkdp(磷酸二氘钾)晶体，被广泛应用于惯性约束核聚变(icf)工程、激光技术、光纤陀螺、量子通信等前沿科技领域。这些晶体材料在加工过程中，通常需要被切割成特定形状的片状元件，以满足不同应用的需求。然而，在晶体材料的后续处理及运输过程中，经常需要将晶体从初始的柱面垂直于底面的状态翻转至柱面平行于地面的状态，以便于后续的加工、安装或存储。

2、由于非线性光学晶体材料具有极高的脆性和巨大的质量，传统的人工翻转方式不仅效率低下，而且存在极大的安全隐患。人工翻转过程中，由于晶体材料的脆性，任何微小的磕碰都可能导致晶体碎裂，造成不可挽回的损失。此外，人工翻转还可能导致操作人员受伤，增加了生产过程中的风险。而目前市场上存在的翻转设备大多针对大型钢卷等重型金属材料的翻转设计，这些设备往往体积庞大，且需要与地面固定连接，无法灵活移动以适应不同操作场地的需求。更重要的是，这些设备在翻转过程中往往无法精确控制翻转角度和间隙，容易导致被翻转物体在翻转顶点时发生滑动撞击，从而造成设备振动、被翻转物体损伤甚至人员伤害的风险。

3、对于kdp与dkdp这类脆性晶体材料而言，传统的翻转设备显然无法满足其翻转需求。因此，亟需一种能够针对大角度、大重量、零间隙翻转需求的脆性晶体材料专用翻转装置，该装置应能够精确控制翻转角度和间隙，确保晶体在翻转过程中不受损伤，同时提高翻转效率和操作安全性。

技术实现思路

1、本发明针对上述现有设备技术上的不足，提出一种大重量、大尺寸非线性光学晶体材料的翻转装置，通过电机带动滑轨连杆，进而带动翻转架机构进行定心旋转，实现大角度、零间隙的翻转，可适用于重量在600kg左右，尺寸600mm×600mm×800mm左右的非线性光学晶体。

2、本发明的技术解决方案如下：

3、一种大重量、大尺寸非线性光学晶体材料的翻转装置，其特点在于，包括：

4、翻转机构，用于实现晶体的翻转；

5、动力机构，用于为所述翻转机构提供动力源；

6、支架机构，用于放置所述翻转机构和为动力机构；其中，

7、所述翻转机构包括：

8、-翻转焊架，呈双l背靠型；

9、-两个所述翻转弯板，呈l型，固定在所述翻转焊架两侧；

10、-芯轴，两端穿过轴承座和芯轴法兰，该芯轴法兰固定在所述翻转弯板上；

11、-两个轴承座，固定在所述翻转焊架的l型拐角处底部，从而支撑芯轴并承受翻转过程中的载荷；

12、-尼龙底板作为晶体材料的承载平台，通过平移机构放置在所述翻转焊架的一l的平面上；

13、所述支架机构包括：

14、-焊接支架，由上层矩形框、下层矩形框和连接上下层矩形框的立梁构成；其中，所述上层矩形框用于放置所述翻转焊架

15、-两个轴承座底座，对称固定在所述上层矩形框上，用于供所述轴承座安装，以支撑所述芯轴旋转；

16、-动力底座，平铺固定在所述下层矩形框上，用于供所述动力机构放置；

17、-四个重载脚轮，分别安装所述下层矩形框的四个拐角处的底部，用于实现机构的移动和重新定位；

18、所述动力机构包括：

19、-连接块，用于与所述述翻转焊架的另一的平面相连；

20、-第一关节轴承，通过销与所述连接块相连，并为连接杆提供角度调整；

21、-连接杆，两端分别与所述第一关节轴承和第二关节轴承相连；

22、-第二关节轴承，通过销与连接横板相连，并为所述连接杆提供角度调整；

23、-两个第二导轨，平行铺设在所述动力底座上；

24、-两个第二滑块，在所述第二导轨上滑动，与所述连接横板相连；

25、-滚珠丝杆，设置在所述两个第二导轨之间，两端分别固定在尾端轴承座和顶端轴承座上

26、-减速电机，通过联轴器将动力传递给所述滚珠丝杆；

27、-连接横板，通过螺栓与滚珠丝杆相连，确保滚珠丝杆在旋转时能够稳定地带动所述第二滑块进行线性运动。

28、进一步，所述平移机构包括第一滑块、第一导轨、限位夹、转盘顶板和回转支撑轴承；两根回转支撑轴承平行固定在所述翻转焊架上；所述转盘顶板固定在所述转支撑轴承上，两根所述第一导轨平行铺设在在所述转盘顶板上，所述第一滑块在该第一导轨上滑动，该第一导轨的末端设有限位夹用于防止所述第一滑块滑离导轨；所述尼龙底板固定在所述第一滑块上。

29、进一步，所述支架机构还包括安装在所述上层矩形框上的尼龙垫和用于固定该尼龙垫的尼龙固定板。

30、进一步，所述支架机构还包括延长枕板，固定在所述下层矩形框最外侧上，用于增加支架的长度或提供额外的支撑面。

31、本发明的工作原理如下：

32、减速电机旋转通过联轴器将旋转动力传递给所述滚珠丝杆，滚珠丝杆旋转带动连接横板左右移动，连接横板左右移动带动连接块上下运动，连接块连接在翻转机构上，晶体盛放在翻转机构内，而翻转机构为绕芯轴旋转的机构，晶体则可以绕芯轴进行翻转。

33、与现有技术相比，本发明的技术效果如下：

34、1)通过翻转机构和支架结构的设计确保了对kdp与dkdp晶体材料的高精度翻转和稳定支撑，满足了材料处理过程中的精度要求。利用动力结构使得翻转动作迅速、准确，同时便于根据实际需求进行功能扩展或调整。同时，提高了设备的耐用性和可靠性，降低了故障率和维护成本。

35、2)翻转装置不仅适用于kdp与dkdp晶体材料的处理，还可以根据需要进行调整和优化，以适用于其他类似材料的处理需求。

技术特征：

1.一种大重量、大尺寸非线性光学晶体材料的翻转装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的大重量、大尺寸非线性光学晶体材料的翻转装置，其特征在于，所述平移机构包括第一滑块(7)、第一导轨(8)、限位夹(9)、转盘顶板(10)和回转支撑轴承(11)；两根回转支撑轴承(11)平行固定在所述翻转焊架(5)上；所述转盘顶板(10)固定在所述转支撑轴承(11)上，两根所述第一导轨(8)平行铺设在在所述转盘顶板(10)上，所述第一滑块(7)在该第一导轨(8)上滑动，该第一导轨(8)的末端设有限位夹(9)用于防止所述第一滑块(7)滑离导轨；所述尼龙底板(6)固定在所述第一滑块(7)上。

3.根据权利要求1所述的大重量、大尺寸非线性光学晶体材料的翻转装置，其特征在于，所述支架机构(2)还包括安装在所述上层矩形框上的尼龙垫(17)和用于固定该尼龙垫(17)的尼龙固定板(18)。

4.根据权利要求1或3所述的翻转装置，其特征在于，所述支架机构(2)还包括延长枕板(20)，固定在所述下层矩形框最外侧上，用于增加支架的长度或提供额外的支撑面。

技术总结
一种大重量、大尺寸非线性光学晶体材料的翻转装置，包括翻转机构、支架机构和动力机构。当该类晶体切割成片状元件时，晶体柱面(111)晶面/(110)晶面需平行于地面，而晶体在运输到场地时，柱面垂直于底面，所以需要翻转约90°。由于晶体一般质量巨大，且晶体整体为脆性材料，人工翻转极其困难，安全隐患大，需要一种专用翻转装置。本发明能够翻转大型KDP与DKDP晶体，且自定义翻转面朝向，避免晶体因脆性使得晶体在翻转前的调整过程中，由于人为原因使晶体磕碰产生脆性碎裂。本发明能够使大块晶体的翻转对立面与外部支撑面板之间的间隙为零，同时又能保证工件翻转角度在0°‑90°，且工作人员可单独操作，提高翻转效率以及操作安全性。

技术研发人员：嵇文超,顿爱欢,王斌,刘斌,钱瀚鹏,张振超,潘向东,徐学科
受保护的技术使用者：中国科学院上海光学精密机械研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5