可变阻尼式移动支撑与张紧力复合调节微动平台的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及精密运动平台，本实用新型具体涉及可变阻尼式移动支撑与张紧 力复合调节微动平台。
【背景技术】
[0002] 为了实现精密运动，精确、稳定的进给机构显得尤为重要，因为它与产品的质量密 切相关。另外，复杂光学自由曲面由于体积小，高精度更是对微进给机构提出了严格的要 求。微进给系统是加工此类产品的基础，其广泛应用于快刀伺服进给系统，微动工作台和宏 微复合平台等中。传统的微进给装置通常采用固定频率设计，对材料特性和制造误差提出 了极高的要求，尤其在加工不同产品时，其驱动频率通常会变化，使得固定频率的运动平台 位移放大因子不一致，从而使得位移放大失真。
[0003] 在先技术1 :刚度可调节的快刀伺服器（实用新型专利申请号201210055119. X) 实用新型了一种刚度可调的快刀伺服机构，该机构的原理是采用对称布置的柔性铰链，消 除垂向伴生运动。刚度调节是通过安装在前面的压紧弹簧，只能通过更换弹簧来该改变刚 度，不能连续可调。
[0004] 在先技术2 :-种基于柔性铰链放大机构的频率可调快刀伺服进给装置（实用新 型【申请号】201210250524.7)实用新型了一种基于柔性铰链弹片的快刀伺服机构，频率调 节原理是通过弹片的张力，可以实现频率和刚度的连续可调。但是，该机构采用位移放大方 式存在有应力集中的柔性铰链，影响机构的使用寿命。
[0005] 在先技术3 :基于应力刚化原理的刚度频率可调一维微动平台（实用新型【申请号】 201410214605. 0)实用新型了一种基于预应力膜，频率可调，能根据不同的工况和驱动频 率，可在工作前或工作过程中调节微动平台的固有频率，取消了柔性铰链放大机构，并采用 音圈电机替代压电陶瓷，通过非接触的驱动和位移测量，实时判断载荷工况，并根据载荷工 况的变化，动态调节驱动机构的频率，可以实现动态特性的智能匹配。虽然解决了上述两个 问题，但是该机构在工作运动过程中会出现共振点，使其微动平台不可工作在任意频率点 上，需要通过调节避开共振点，限定了工作频率范围。本实用新型增设了抗共振的结构，使 微动平台可工作在任意频率点上而不产生无穷的振幅，无需避开共振点，可在任意频带上 工作。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的目的在于提出一种满足不同工况且可在任意频率点上工作的可变 阻尼式移动支撑与张紧力复合调节微动平台，刚度频率调节范围大，精度高，无需避开共振 点，提高工作频率范围。
[0007] 为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0008] 可变阻尼式移动支撑与张紧力复合调节微动平台，包括基座、底板、微动工作台、 弹片组、驱动器和位移传感器；
[0009] 所述基座固定于底板，具有弹性的所述弹片组设于所述微动工作台的两侧，且所 述弹片的长度方向垂直于所述微动工作台的运动方向，并将所述微动工作台固定于所述基 座内，所述驱动器安装于所述基座，所述驱动器的动力输出端连接所述微动工作台在进给 方向上的运动；
[0010] 所述微动工作台在进给方向设有用于位移精密检测的位移传感器；
[0011] 所述弹片组设置有用于改变所述弹片组的有效变形长度的移动支撑调节机构；
[0012] 所述基座与所述弹片组的连接处设置有张紧力调节模块；
[0013] 所述微动工作台与基座之间设有可变阻尼器。
[0014] 优选的，所述调节机构包括步进电机、爪盘和双向滚珠丝杆机构；
[0015] 所述双向滚珠丝杆机构沿着所述弹片组的方向，通过轴承安装于所述基座，所述 步进电机与所述双向滚珠丝杆机构连接；
[0016] 两个所述爪盘分别固定于所述双向滚珠丝杆结构的移动件上，分别位于所述基座 的两侧，所述爪盘设有沿着所述弹片组方向设置的爪槽，所述弹片组卡装于所述爪槽内。
[0017] 优选的，所述轴承通过轴承座固定于所述底板。
[0018] 优选的，所述步进电机通过所述步进电机座固定于所述底板。
[0019] 优选的，所述基座与所述弹片组连接处设有槽，所述槽在所述基座的内侧形成可 变形的弹性件，所述张紧力调节模块包括所述弹性件和用于调节所述弹性件变形度的频率 调节机构，所述频率调节机构安装于所述基座。
[0020] 优选的，所述位移传感器为电容极板组，所述电容极板组包括两个平行设置的电 极，两个所述电极分别固定于所述微动工作台和所述基座。
[0021] 优选的，所述可变阻尼器设置于所述微动工作台与所述底板或所述基座之间，并 分别与所述底板或所述基座及所述微动工作台相连接。
[0022] 优选的，所述驱动器包括有定子和动子，所述的定子固定于所述基座或所述底板， 所述动子固定于所述微动工作台。
[0023] 优选的，两个平行设置的所述电极的非工作面设有绝缘层。
[0024] 优选的，所述基座、底板、微动工作台和弹片组是一体式结构。
[0025] 由于采用上述技术方案，本实用新型提出的阻尼式移动支撑与应力刚化复合调节 微动平台具有以下优点：
[0026] 1、能根据不同的驱动频率来调节结构的固有频率，并且在工作时动态调节预紧力 消耗能源少，温度低，不会影响微进给装置精度；
[0027] 2、预应力膜所构成的柔顺机构的固有频率与预应力膜的张力相关，通过调节预应 力膜内的张紧力来调节机构的固有频率，满足不同工况的要求；
[0028] 3、通过阻尼的设置，使微动平台可在任意频率点上工作，无需调节避开共振点。
【附图说明】
[0029] 图1是本实用新型的一个实施例的俯视图；
[0030] 图2是本实用新型的一个实施例的仰视图；
[0031 ] 图3是本弹片组一种实例的变形示意图。
[0032] 其中：基座1、底板2、微动工作台3、弹片组4、驱动器5、电容极板组6、槽11、工作 平台31、移动支撑调节机构41、定子51、动子52、步进电机411、爪盘412、双向滚珠丝杆机 构413、轴承414、阻尼61、弹性件101、频率调节机构102。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0034] 可变阻尼式移动支撑与张紧力复合调节微动平台，包括基座1、底板2、微动工作 台3、弹片组4、驱动器5和位移传感器；
[0035] 所述基座1固定于底板2,具有弹性的所述弹片组4设于所述微动工作台3的两 侦牝且所述弹片的长度方向垂直于所述微动工作台的运动方向，并将所述微动工作台3固 定于所述基座1内，所述驱动器5安装于所述基座1，所述驱动器5的动力输出端连接所述 微动工作台3在进给方向上的运动；
[0036] 所述微动工作台3在进给方向设有用于位移精密检测的位移传感器；
[0037] 所述弹片组4设置有用于改变所述弹片组4的有效变形长度的移动支撑调节机构 41 ；
[0038] 所述基座1与所述弹片组4的连接处设置有张紧力调节模块；
[0039] 所述微动工作台3与基座1之间设有可变阻尼器。
[0040] 如图1或图2所示，所述驱动器5驱动所述微动工作台3和工作平台31产生微位 移进给，所述驱动器5用于驱动所述微动工作台3上安装的刀具等功能组件，产生的微进给 作用于待加工零件，使刀具等功能组件对待加工零件进行加工，在所述弹片组4的牵制作 用下，所述运动部分在非进给方向的运动被抑制，所述微动工作台3安装有刀具等功能组 件，在所述驱动器5的驱动作用下产生位移，完成相应的工艺动作，并通过所述张紧力调节 模块改变所述弹片组4的松紧程度可以改变上述微运动中的机构固有频率，从而改变所述 微动工作台3运动特性，而所述弹片组4为具有弹性的金属片，使所述微动工作台3具有固 定的振动频率，与所述驱动器5的工作频率相匹配。
[0041] 所述微动工作台3在进给方向设有位移传感器，用于位移精密检测；所述微动工 作台3与基座1之间设有可变阻尼器，可以配合刚度频率的需求配置最优阻尼。
[0042] 弹片组4设置的用于改变所述弹片组4的有效变形长度的移动支撑调节机构41 是基于移动支撑的刚度频率可调的机构，能根据不同的驱动频率来调节结构微动工作台3 的固有频率，实现大范围刚度频率调节；而在基座1与所述弹片组4的连接处设置的张紧力 调节模块是基于调节预应力膜张紧力来改变机构固有频率的的设计方案，可以手动或动态 的调整机构的运动特性，实现刚度频率精密动态调节，改善并提高微动平台的性能。本实用 新型阻尼式移动支撑与应力刚化复合调节微动平台，能根据不同的驱动频率来调节结构的 固有频率，并且在工作时动态调节预紧力消耗能源少，温度低，不会影响微进给装置精度， 预应力膜所构成的柔顺机构的固有频率与预应力膜的张力相关，通过调节预应力膜内的张 紧力来调节机构的固有频率，满足不同工况的要求