阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型新型涉及精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，可用于精密操作和宏微復(fù)合高速精密補(bǔ)償，本實(shí)用新型具體涉及阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了實(shí)現(xiàn)精密運(yùn)動(dòng)，精確、穩(wěn)定的進(jìn)給機(jī)構(gòu)顯得尤為重要，因?yàn)樗c產(chǎn)品的質(zhì)量密切相關(guān)。另外，復(fù)雜光學(xué)自由曲面由于體積小，高精度更是對(duì)微進(jìn)給機(jī)構(gòu)提出了嚴(yán)格的要求。微進(jìn)給系統(tǒng)是加工此類產(chǎn)品的基礎(chǔ)，其廣泛應(yīng)用于快刀伺服進(jìn)給系統(tǒng)，微動(dòng)工作臺(tái)和宏微復(fù)合平臺(tái)等中。傳統(tǒng)的微進(jìn)給裝置通常采用固定頻率設(shè)計(jì)，對(duì)材料特性和制造誤差提出了極高的要求，尤其在加工不同產(chǎn)品時(shí)，其驅(qū)動(dòng)頻率通常會(huì)變化，使得固定頻率的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位移放大因子不一致，從而使得位移放大失真。
[0003]在先技術(shù)1:剛度可調(diào)節(jié)的快刀伺服器(實(shí)用新型專利申請(qǐng)?zhí)?01210055119.X)實(shí)用新型了一種剛度可調(diào)的快刀伺服機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)的原理是采用對(duì)稱布置的柔性鉸鏈，消除垂向伴生運(yùn)動(dòng)。剛度調(diào)節(jié)是通過(guò)安裝在前面的壓緊彈簧，只能通過(guò)更換彈簧來(lái)該改變剛度，不能連續(xù)可調(diào)。
[0004]在先技術(shù)2:—種基于柔性鉸鏈放大機(jī)構(gòu)的頻率可調(diào)快刀伺服進(jìn)給裝置(實(shí)用新型申請(qǐng)?zhí)?201210250524.7)實(shí)用新型了一種基于柔性鉸鏈彈片的快刀伺服機(jī)構(gòu)，頻率調(diào)節(jié)原理是通過(guò)彈片的張力，可以實(shí)現(xiàn)頻率和剛度的連續(xù)可調(diào)。但是，該機(jī)構(gòu)采用位移放大方式存在有應(yīng)力集中的柔性鉸鏈，影響機(jī)構(gòu)的使用壽命。
[0005]在先技術(shù)3:基于應(yīng)力剛化原理的剛度頻率可調(diào)一維微動(dòng)平臺(tái)(實(shí)用新型申請(qǐng)?zhí)?201410214605.0)實(shí)用新型了一種基于預(yù)應(yīng)力膜，頻率可調(diào)，能根據(jù)不同的工況和驅(qū)動(dòng)頻率，可在工作前或工作過(guò)程中調(diào)節(jié)微動(dòng)平臺(tái)的固有頻率，取消了柔性鉸鏈放大機(jī)構(gòu)，并采用音圈電機(jī)替代壓電陶瓷，通過(guò)非接觸的驅(qū)動(dòng)和位移測(cè)量，實(shí)時(shí)判斷載荷工況，并根據(jù)載荷工況的變化，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的頻率，可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)特性的智能匹配。雖然解決了上述兩個(gè)問題，但是該機(jī)構(gòu)在工作運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)共振點(diǎn)，使其微動(dòng)平臺(tái)不可工作在任意頻率點(diǎn)上，需要通過(guò)調(diào)節(jié)避開共振點(diǎn)，限定了工作頻率范圍。本實(shí)用新型增設(shè)了抗共振的結(jié)構(gòu)，使微動(dòng)平臺(tái)可工作在任意頻率點(diǎn)上而不產(chǎn)生無(wú)窮的振幅，無(wú)需避開共振點(diǎn)，可在任意頻帶上工作。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提出一種可在任意頻率點(diǎn)上工作的阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，使微動(dòng)平臺(tái)在共振點(diǎn)也不會(huì)產(chǎn)生無(wú)窮的振幅，提高工作頻率范圍。
[0007]為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0008]阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括機(jī)架、彈片組、外框架、驅(qū)動(dòng)器、工作平臺(tái)、張緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、微位移傳感器和不可變阻尼；
[0009]所述運(yùn)工作平臺(tái)的兩側(cè)通過(guò)所述彈片組與所述外框架內(nèi)壁連接，所述彈片組內(nèi)的彈片為平行布置，且所述彈片的長(zhǎng)度方向垂直于所述工作平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向；
[0010]所述外框架剛性固定于所述機(jī)架；
[0011]所述驅(qū)動(dòng)器包括有定子和動(dòng)子，所述的定子固定于所述機(jī)架或者所述外框架，所述動(dòng)子固定在所述工作平臺(tái)上；
[0012]所述外框架與所述彈片組連接處設(shè)有槽，使所述外框架內(nèi)側(cè)形成較薄的可變形的彈性件，所述外框架設(shè)有調(diào)節(jié)所述彈性件變形度的所述張緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；
[0013]所述不可變阻尼設(shè)置于用于連接所述外框架與所述工作平臺(tái)的任意部件上。
[0014]優(yōu)選的，所述不可變阻尼設(shè)置于所述彈片組的表面。
[0015]優(yōu)選的，所述不可變阻尼為阻尼涂料，所述阻尼涂料涂覆于所述彈片組的表面。
[0016]優(yōu)選的，還包括微位移傳感器，設(shè)于所述運(yùn)動(dòng)子平臺(tái)的進(jìn)給方向的端部。
[0017]優(yōu)選的，所述微位移傳感器為電容式傳感器、電感式傳感器或光柵尺等非接觸式位移傳感器。
[0018]優(yōu)選的，所述彈片組、運(yùn)動(dòng)子平臺(tái)和外框架為一體式結(jié)構(gòu)。
[0019]優(yōu)選的，所述張緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為穿過(guò)所述槽的螺栓，其兩端分別連接于所述槽的兩側(cè)。
[0020]優(yōu)選的，所述張緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為穿過(guò)所述槽的連接桿和用于調(diào)節(jié)預(yù)緊力動(dòng)態(tài)的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的直線運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗鰪椘M的預(yù)變形方向。
[0021]本實(shí)用新型所提出的微動(dòng)平臺(tái)頻率調(diào)節(jié)的技術(shù)原理為:預(yù)應(yīng)力膜所構(gòu)成的柔順機(jī)構(gòu)的固有頻率與預(yù)應(yīng)力膜的張力相關(guān)，通過(guò)調(diào)節(jié)預(yù)應(yīng)力膜內(nèi)的張緊力來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的固有頻率，滿足不同工況的要求，在彈片上附設(shè)阻尼材料，使微動(dòng)平臺(tái)具有一定的阻尼，使微動(dòng)平臺(tái)在共振點(diǎn)也不會(huì)產(chǎn)生無(wú)窮的振幅，可在任意頻率點(diǎn)上工作，無(wú)需調(diào)節(jié)避開共振點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)例的正視圖；
[0023]圖2是本實(shí)用新型的微動(dòng)平臺(tái)的彈片組、運(yùn)動(dòng)子平臺(tái)和外框架的一體式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中，機(jī)架1，槽2，彈片組201，運(yùn)動(dòng)子平臺(tái)202，外框架203，定子301，動(dòng)子302，工作平臺(tái)4，彈性件5，微位移傳感器6，張緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)7，不可變阻尼8，外框架203。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0026]阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)微運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，包括機(jī)架1、彈片組201、外框架203、驅(qū)動(dòng)器、工作平臺(tái)4、張緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)7、微位移傳感器6和不可變阻尼8 ;
[0027]所述工作平臺(tái)4的兩側(cè)通過(guò)所述彈片組201與所述外框架203內(nèi)壁連接，所述彈片組201內(nèi)的彈片為平行布置，且所述彈片的長(zhǎng)度方向垂直于所述工作平臺(tái)4的運(yùn)動(dòng)方向；
[0028]所述外框架203剛性固定于所述機(jī)架I ;
[0029]所述驅(qū)動(dòng)器包括有定子301和動(dòng)子302，所述的定子301固定于所述機(jī)架I或者所述外框架203，所述動(dòng)子302固定在所述工作平臺(tái)4上；
[0030]所述外框架203與所述彈片組201連接處設(shè)有槽2，使所述外框架203內(nèi)側(cè)形成較薄的可變形的彈性件5，所述外框架203設(shè)有調(diào)節(jié)所述彈性件5變形度的所述張緊力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)7 ;
[0031]所