新型透射光栅谱仪支撑调节机构作为激光装置运行配套的基本研究项目,主要功能是测量激光装置X射线光谱。将狭缝、光栅、衰减片和X光CCD相机按光学设计布局进行合理整合,起到避光和支撑调节作用;通过离线预先准直,在不破坏激光装置靶室真空的前提条件下,进行精确瞄准并测量X射线光谱。国内目前关于透射光栅谱仪支撑调节机构的资料较少,针对新型透射光栅谱仪光学元件的手动、电动旋转调节,光栅的三自由度精确调节,误差的测量与补偿等新功能、新要求,开展新型透射光栅谱仪支撑调节机构的关键技术研究,对于研制新型透射光栅谱仪具有重要意义。总体方案设计方面,全面分析了新型透射光栅谱仪的调节环境及对象、各光学元件的安装调试流程。提出了由步进电机、失电制动器以及光电式接近开关组合方式解决前置狭缝的绕光轴旋转、让开光路问题;由步进电机、旋转编码器、滚珠丝杠副以及十字滑轨副的实现方式解决光栅的沿X、Y向平移,绕光轴旋转问题以及衰减片的沿Y向平移问题。针对新型透射光栅谱仪关于定轴旋转元件的精度要求,建立定轴旋转理论模型,分析结果表明以高精度调节螺纹副和压缩弹簧的实现方式能够很好的满足其精度要求。针对前后屏蔽管组件的通气避光性要求,引入‘光迷宫孔’式设计,实践表明此方式能完全满足其打靶试验要求。针对谱仪整体的气密性和真空控制要求,提出在所有真空-大气接触面处使用O型密封圈、铜圈密封以及在所有由真空引至大气环境的电线使用电连接器的方式来实现。误差控制方面,分析了系统的误差源,并针对各光学元件的误差来源,提出各光学元件的误差补偿方案。建立误差补偿方程,经过多次试验得出最佳补偿值,较好的解决了各光学元件的精度问题。以光栅调节底板、衰减片调节底板为例,对新型透射光栅谱仪支撑调节机构关键件运用Pro/E软件进行三维建模,运用ANSYS Workbench有限元软件进行动静态分析,得到两者的整体变形云图、等效应力云图和前4阶模态振型云图。结果表明关键件的刚度、强度均满足设计要求,前4阶固有频率均大于靶室环境基频20Hz,不会发生共振。