本發(fā)明涉及熱核聚變裝置用轉(zhuǎn)動鏡，特別是涉及一種轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試系統(tǒng)及疲勞壽命測試方法。

背景技術(shù)：

1、毫米波頻段的電磁波具有較高的能量，毫米波天線可將毫米波能量精確地傳輸?shù)綗岷司圩冄b置中的等離子體區(qū)域，在熱核聚變裝置中，往往需要毫米波能量集中在特定的方向和區(qū)域，通過控制天線陣列中各個天線單元的相位和幅度，使各個單元輻射的電磁波在空間中進行干涉疊加，從而形成具有特定形狀和指向性的波束，可以使波束在一定角度范圍內(nèi)掃描，精確地將毫米波能量指向等離子體中的特定位置，用于加熱、診斷等操作。轉(zhuǎn)動鏡是毫米波天線中的核心器件，用于將毫米波以一定的角度范圍和精度反射到指定位置。因此需要驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動轉(zhuǎn)動鏡來完成鏡面旋轉(zhuǎn)。

2、熱核聚變裝置內(nèi)部溫度極高，用于驅(qū)動轉(zhuǎn)動鏡轉(zhuǎn)動的驅(qū)動機構(gòu)的一端延伸至聚變裝置的聚變腔內(nèi)，以驅(qū)動轉(zhuǎn)動鏡，而另一端延伸出至聚變腔外并連接驅(qū)動電機。由于聚變腔內(nèi)為真空環(huán)境，因此驅(qū)動機構(gòu)的外殼與熱核聚變裝置之間密封連接，并且驅(qū)動結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)置有密封腔，以避免聚變腔經(jīng)驅(qū)動機構(gòu)與外界連通而導(dǎo)致聚變腔無法保持真空環(huán)境。

3、在以往常規(guī)的驅(qū)動機構(gòu)研制中，由于所處環(huán)境沒有聚變堆環(huán)境惡劣，檢修較為方便，因此對疲勞壽命次數(shù)以及角度精度的參數(shù)要求遠沒有熱核聚變裝置用轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)嚴格，并且常規(guī)的驅(qū)動機構(gòu)也不需要考慮真空密封的問題，導(dǎo)致現(xiàn)有的用于驅(qū)動機構(gòu)的疲勞測試系統(tǒng)無法滿足熱核聚變裝置用轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試的需求。

4、因此，亟需一種轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試系統(tǒng)及疲勞壽命測試方法，以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試系統(tǒng)及疲勞壽命測試方法，能夠準確判斷轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)對轉(zhuǎn)動鏡的驅(qū)動精度，滿足轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試的需要。

2、為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試系統(tǒng)，用于熱核聚變裝置用轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)的疲勞測試，轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機和傳動組件，所述驅(qū)動電機能夠通過所述傳動組件驅(qū)使所述轉(zhuǎn)動鏡轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試系統(tǒng)包括激光跟蹤儀、靶球和編碼器；

4、所述靶球設(shè)置于所述轉(zhuǎn)動鏡上；

5、所述激光跟蹤儀用于與所述靶球配合監(jiān)測所述轉(zhuǎn)動鏡的位置；

6、所述編碼器設(shè)置于所述驅(qū)動電機上，用于檢測所述驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)軸的角位移。

7、作為上述技術(shù)方案的改進，所述靶球設(shè)置有多個，多個所述靶球間隔設(shè)置于所述轉(zhuǎn)動鏡上。

8、作為上述技術(shù)方案的改進，所述轉(zhuǎn)動鏡為四邊形，所述轉(zhuǎn)動鏡的四個頂角區(qū)域均設(shè)置有一個所述靶球。

9、作為上述技術(shù)方案的改進，所述轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)還包括殼體，所述殼體內(nèi)具有密封腔，所述傳動組件部分位于所述密封腔內(nèi)，且所述傳動組件長度方向的兩端均外露于所述殼體，所述殼體上設(shè)置有抽吸接頭，所述抽吸接頭連通所述密封腔與所述殼體外側(cè)；

10、所述轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試系統(tǒng)還包括檢漏儀，所述檢漏儀用于與所述抽吸接頭連接以檢測所述密封腔。

11、作為上述技術(shù)方案的改進，所述殼體內(nèi)設(shè)置有第一冷卻流道；

12、所述轉(zhuǎn)動鏡包括鏡體和固定貼合于所述鏡體背面的冷卻板，所述冷卻板中設(shè)置有第二冷卻流道，所述靶球均設(shè)置于所述鏡體上；

13、所述轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)還包括連接管、冷卻液供應(yīng)管和冷卻液回流管，所述連接管連接所述殼體與所述冷卻板，所述連接管內(nèi)設(shè)置有連接流道，所述連接流道連通所述第一冷卻流道與所述第二冷卻流道，所述冷卻液供應(yīng)管和所述冷卻液回流管均一端與所述殼體連接，所述冷卻液供應(yīng)管內(nèi)設(shè)置有供液流道，所述冷卻液回流管內(nèi)設(shè)置有回液流道；

14、所述第一冷卻流道、所述第二冷卻流道、所述連接流道、所述供液流道和所述回液流道形成冷卻流道組。

15、作為上述技術(shù)方案的改進，所述檢漏儀還用于與冷卻液供應(yīng)管或冷卻液回流管連接以檢測所述冷卻流道組。

16、作為上述技術(shù)方案的改進，還包括冷卻液供應(yīng)設(shè)備，所述冷卻液供應(yīng)設(shè)備用于與所述冷卻液供應(yīng)管連接，以向所述冷卻流道組內(nèi)供應(yīng)冷卻液。

17、作為上述技術(shù)方案的改進，還包括氮氣供應(yīng)設(shè)備，所述氮氣供應(yīng)設(shè)備用于與冷卻液供應(yīng)管或冷卻液回流管連接，以對所述冷卻流道組進行吹干。

18、一種轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞壽命測試方法，使用上述任一項所述的轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試系統(tǒng)對熱核聚變裝置用轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)進行疲勞壽命測試，包括：

19、進行一輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試，并進行本輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試判斷；

20、所述轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試，包括：

21、控制所述驅(qū)動電機驅(qū)使所述轉(zhuǎn)動鏡在第一設(shè)計極限位置和第二設(shè)計極限位置之間往復(fù)轉(zhuǎn)動多次；

22、在所述轉(zhuǎn)動鏡的轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)選擇多個驅(qū)動精度監(jiān)測位置，多個驅(qū)動精度監(jiān)測位置中包括第一設(shè)計極限位置和第二設(shè)計極限位置；

23、在驅(qū)動電機驅(qū)使所述轉(zhuǎn)動鏡在第一設(shè)計極限位置和第二設(shè)計極限位置之間往復(fù)轉(zhuǎn)動多次后，控制驅(qū)動電機驅(qū)使轉(zhuǎn)動鏡依次轉(zhuǎn)動至各個驅(qū)動精度監(jiān)測位置，分別監(jiān)測轉(zhuǎn)動鏡在各個驅(qū)動精度監(jiān)測位置的驅(qū)動精度偏差，轉(zhuǎn)動鏡在各個驅(qū)動精度監(jiān)測位置的驅(qū)動精度偏差的絕對值的最大值為本輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試的驅(qū)動精度偏差最大值；

24、所述本輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試判斷，包括：

25、如果本輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試中的驅(qū)動精度偏差最大值不大于預(yù)設(shè)驅(qū)動精度偏差值，則進行下一輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試；

26、如果本輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試中的驅(qū)動精度偏差最大值大于預(yù)設(shè)驅(qū)動精度偏差值，則轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞壽命測試終止；

27、如果本輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試中，控制驅(qū)動電機驅(qū)使轉(zhuǎn)動鏡依次轉(zhuǎn)動至各個驅(qū)動精度監(jiān)測位置時，存在驅(qū)動電機的實際角位移與該驅(qū)動精度監(jiān)測位置對應(yīng)的驅(qū)動電機的理論角位移的差值的絕對值大于驅(qū)動電機預(yù)設(shè)角位移偏差值，則轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞壽命測試終止；

28、重復(fù)上述過程，直至轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞壽命測試終止；

29、如果轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試在第m輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試后終止，則轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞壽命等于第一輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試至第m-1輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試中轉(zhuǎn)動鏡往復(fù)轉(zhuǎn)動次數(shù)之和，其中m為大于1的正整數(shù)。。

30、作為上述技術(shù)方案的改進，第一輪和第二輪的轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試中，驅(qū)動電機驅(qū)使轉(zhuǎn)動鏡往復(fù)轉(zhuǎn)動的次數(shù)均等于預(yù)設(shè)次數(shù)；

31、第n輪的轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試中，如果第n-1輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試的驅(qū)動精度偏差最大值大于第n-2輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試的驅(qū)動精度偏差最大值，則第n輪的轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試中驅(qū)動電機驅(qū)使轉(zhuǎn)動鏡往復(fù)轉(zhuǎn)動的次數(shù)小于第n-1輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試中驅(qū)動電機驅(qū)使轉(zhuǎn)動鏡往復(fù)轉(zhuǎn)動的次數(shù)；如果第n-1輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試的驅(qū)動精度偏差最大值不大于第n-2輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試的驅(qū)動精度偏差最大值，則第n輪的轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試中驅(qū)動電機驅(qū)使轉(zhuǎn)動鏡往復(fù)轉(zhuǎn)動的次數(shù)等于第n-1輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試中驅(qū)動電機驅(qū)使轉(zhuǎn)動鏡往復(fù)轉(zhuǎn)動的次數(shù)，n為大于2的正整數(shù)。

32、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于：

33、本發(fā)明的轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試系統(tǒng)及疲勞壽命測試方法，通過激光跟蹤儀配合靶球監(jiān)測轉(zhuǎn)動鏡的位置，通過編碼器監(jiān)測驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)軸的角位移。在轉(zhuǎn)動鏡的轉(zhuǎn)動范圍內(nèi)選擇多個驅(qū)動精度監(jiān)測位置，對轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)進行多輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試，每一輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試中，驅(qū)動電機通過傳動組件驅(qū)使轉(zhuǎn)動鏡往復(fù)轉(zhuǎn)動多次，然后控制驅(qū)動電機驅(qū)使轉(zhuǎn)動鏡依次轉(zhuǎn)動至各個驅(qū)動精度監(jiān)測位置，激光跟蹤儀檢測轉(zhuǎn)動鏡的實際位置，編碼器檢測驅(qū)動電機轉(zhuǎn)軸的實際角位移，轉(zhuǎn)動鏡在各個驅(qū)動精度監(jiān)測位置的驅(qū)動精度偏差的絕對值的最大值為本輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試的驅(qū)動精度偏差最大值，驅(qū)動精度偏差最大值大于預(yù)設(shè)驅(qū)動精度偏差值，則轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞壽命測試終止，并且，如果某輪轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試中，存在驅(qū)動電機的實際角位移與該驅(qū)動精度監(jiān)測位置對應(yīng)的驅(qū)動電機的理論角位移的差值的絕對值大于驅(qū)動電機預(yù)設(shè)角位移偏差值，則轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞壽命測試終止。本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試系統(tǒng)及疲勞壽命測試方法，能夠準確判斷轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)對轉(zhuǎn)動鏡的驅(qū)動精度，有效保證轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞壽命測試的測試精度，滿足轉(zhuǎn)動鏡驅(qū)動機構(gòu)疲勞測試的需要。