基于三压电驱动的椭圆振动切削辅助装置的制造方法_2

文档序号:9226774阅读:来源:国知局
[0027] 本发明所述技术方案与现有技术相比优点在于:
[0028] (1)水平方向采用复合双平行四杆机构模式,该结构模式不仅使的水平方向的位 移大大增加,而且使的水平方向运动的柔性铰链上的应力大大减小,提高了机构的使用寿 命;
[0029] (2)yz面内采用的是两压电平行的二维EVC结构方式,但由于在两端使用了串联 的柔性铰链,中间采用一复合柔性铰链牵引,不仅实现了低耦合运行下的高频率运动,而且 结构简单,易于实现;
[0030] (3)柔顺导向单元为一个整体,由线切割一次加工成型,减小了传统装配的误差, 并且该柔顺导向单元为框架结构,大大减小了结构的质量,节省了材料;
[0031] (4)本装置结构简单,除去柔顺导向单元、压电叠堆和电容传感器,其他均为简单 的板型实体,易于加工制造;
[0032] (5)本装置能够通过电容传感器实时检测位移的变化并进行反馈,有利于用户的 主动控制。
【附图说明】
[0033] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明;
[0034] 图1示出本发明所述装置的内部整体结构示意图;
[0035] 图2示出本发明所述装置的前部立体结构示意图;
[0036] 图3示出本发明所述装置的后部立体结构示意图;
[0037] 图4示出本发明所述装置的顶盖板的示意图;
[0038] 图5示出本发明所述装置的后盖板的示意图;
[0039] 图6示出本发明所述装置的前盖板的示意图;
[0040] 图7示出本发明所述装置的柔顺导向单元的示意图;
[0041] 图8示出本发明所述装置的去除柔顺导向单元的内部结构示意图;
[0042] 图9示出本发明所述装置的X向复合双平行四杆机构的运动示意图;
[0043] 图10示出本发明所述装置的yz面二维椭圆振动的示意图;
[0044] 图11示出本发明所述装置的三维椭圆振动合成运动的示意图。
[0045] 附图标号
[0046] 1、支撑机构,11、底座,12、顶盖板,13、左侧立板,14、右侧立板,15、前盖板,16、后 盖板,111、底座定位孔,121、顶盖板固定螺纹孔,122、顶盖板固定螺钉,131、定位螺孔,132、 定位螺钉,133、通孔,134、第一固定卡盘,135、定位凸台,141、第一压电叠堆定位螺孔,142、 第一压电叠堆定位螺钉,143、定位螺孔,144、定位螺钉,145、定位凸台,151、前盖板固定螺 孔,152、前盖板固定螺钉,153、刀具卡槽空口,161、第二压电叠堆定位螺孔,162、第二压电 叠堆定位螺钉,163,第三压电叠堆定位螺孔,164、第三压电叠堆定位螺钉,165、后盖板固定 螺孔,166、后盖板固定螺钉,167,第二固定卡盘,168、第三定位卡盘;
[0047] 2、柔顺导向机构,21、矩形框,22、柔性铰链,23、刀具卡槽,24、第一铰链支撑块, 25、第二铰链支撑块,26、第一铰链组,27、第二铰链组,28、第三铰链组,29、第四铰链组, 211、矩形框外边框,221,串联柔性铰链,222,复合柔性铰链,261、第一铰链,262、第二铰 链,271、第三铰链,272、第四铰链,281、第五铰链,282、第六铰链,291、第七铰链,292、第八 铰链;
[0048] 3、驱动机构,31、第一压电叠堆,32、第二压电叠堆,33、第三压电叠堆;
[0049] 4、检测单元,41、第一电容位移传感器,42、第二电容位移传感器,43、第三电容位 移传感器。
【具体实施方式】
[0050] 为了更清楚地说明本发明,下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说 明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解,下面所具 体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本发明的保护范围。
[0051] 如图1至图3所示,本发明公开了基于三压电驱动的大行程椭圆振动切削辅助装 置,该装置包括支撑机构1、柔顺导向机构2和驱动机构3,所述柔顺导向机构2和驱动机构 3固定在支撑机构1上,所述驱动机构3以点接触方式驱动柔顺导向机构2。
[0052] 如图3至图6所示,所述支撑机构1包括底座11、顶盖板12以及设置在底座11和 顶盖12之间的用于固定柔顺导向单元2的左侧立板13和右侧立板14,所述底座与左侧立 板和右侧立板形成一 U型支撑结构,所述底座上设有与外部设备固定的至少三个定位孔, 本发明优选3个定位孔来与外部设备定位;本发明为了使柔顺导向机构2中的"工"型铰链 支撑块24固定的更加牢固,定位更加准确,在所述左侧立板13和右侧立板14靠近柔顺导 向机构2的一侧均设有分别用于定位支撑所述第一铰链支撑块24和第二铰链支撑块25的 定位凸台134和定位凸台145,通过该定位凸台134和定位凸台145分别将第一铰链支撑块 和第二铰链支撑块卡在凸台与立板之间行程稳定支撑和定位。所述右侧立板14上还设有 用于放置第一压电叠堆31的T形的第一压电叠堆定位螺孔141。所述支撑机构1进一步包 括固定在左侧立柱13和右侧立柱14上的前盖板15,该前盖板15上设置有4个前盖板固定 螺孔151,通过前盖板固定螺钉152固定在左侧立柱13和右侧立柱14上,所述前盖板15还 设置有用于容纳所述刀具卡槽的方形空口 153。所述支撑机构1进一步包括固定在所述左 侧立柱13和右侧立柱14上的后盖板16,所述后盖板16上设有用于放置第二压电叠堆32 的T形的第二压电叠堆定位螺孔161和用于放置第三压电叠堆33的T形的第三孔压电叠 堆定位螺孔163。
[0053] 如图7所示,所述柔顺导向机构2包括第一铰链支撑块24、第二铰链支撑块25、矩 形框21以及对称设置在矩形框21上的第一铰链组26、第二铰链组27、第三铰链组28和第 四铰链组29 ;第一铰链组26的一端和第二铰链组27的一端固定在矩形框21的外边框211 上,第一铰链组26的另一端和第二铰链组27的另一端固定在第一铰链支撑块24上;第三 铰链组28的一端和第四铰链组29的一端固定在矩形框21的外边框211上,第三铰链组28 的另一端和第四铰链组29的另一端固定在第二铰链支撑块25上,所述第一铰链支撑块24 和第二铰链支撑块25固定在支撑机构1上;第一铰链支撑块24、第二铰链支撑块25、矩形 框21以及对称设置在矩形框21上的第一铰链组26、第二铰链组27、第三铰链组28和第四 铰链组29形成复合双平行四杆机构;所述矩形支撑框21进一步设有带有刀具卡槽23的组 合柔性铰链22,所述刀具卡槽23位于矩形支撑框21的几何中心,所述组合柔性铰链22包 括以刀具卡槽为对称轴对称的垂直方向上的直圆串联柔性铰链221和y轴向上的复合柔性 铰链222,所述串联柔性铰链221和复合柔性铰链222的一端的连接点位于所述道具卡槽 处,复合柔性铰链222的另一端固定在矩形框21的外边框211上。本实施例中铰链支撑块 设计为"工"型的。所述第一铰链组26包括第一铰链261和第二铰链262 ;所述第一铰链 261的一端和第二铰链262的一端固定连接,所述第一铰链261的另一端和第二铰链262的 另一端分别固定在"工"型第一铰链支撑块24的一端和矩形框21的外边框211上,所述第 一铰链261和第二铰链262平行放置;所述第二铰链组27包括第三铰链271和第四铰链 272,所述第三铰链271的一端和第四铰链272的一端固定连接,所述第三铰链271的另一 端和第四铰链272的另一端分别固定在"工"型第一铰链支撑块24的另一端和矩形框21的 外边框211上;所述第三铰链271和第四铰链272平行放置;通过定位螺钉132将所述"工" 型第一铰链支撑块24与第一铰链261和第三铰链271固定的端部,固定在设置在左侧立板 13上的定位螺孔131上。所述第三铰链组28包括第五铰链281和第六铰链282,所述第五 铰链281的一端和第六铰链282的一端固定连接,所述第五铰链281的另一端和第六铰链 282的另一端分别固定在"工"型第二铰链支撑块25的一端和矩形框21的外边框211上; 所述第五铰链281和第六铰链282平行放置;所述第四铰链组29包括第七铰链291和第八 铰链292,所述第七铰链291的一端和第八铰链292的一端固定连接,所述第七铰链291的 另一端和第八铰链292的另一端分别固定在"工"型第二铰链支撑块25的另一端和矩形框 21的外边框211上;所述第七铰链291和第八铰链292平行放置;通过定位螺钉144将所 述"工"型第二铰链支撑块24与第五铰链281和第七铰链291固定的端部,固定在设置在 右侧立板14上的定位螺孔143上。本发明为了保证装置的加工精度,降低装配难度和装配 误差,采用线切割的方式对柔顺导向单元2进行加工,使柔顺导向机构2形成一体结构。
[0054] 如图8所示,所述驱动机构3包括固定在支撑机构1上的第一压电叠堆31、第二压 电叠堆32和第三压电叠堆33 ;所述第一压电叠31堆驱动柔顺导向机构2在X方向做往复 运动,所述第二压电叠堆32和第三压电叠堆33以交错驱动的方式驱动柔顺导向机构2合 成yz面
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