動態(tài)特性可調(diào)宏微一體化復(fù)合平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及精密運動平臺，尤其涉及動態(tài)特性可調(diào)宏微一體化復(fù)合平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進步，人們對產(chǎn)品的要求越來越高，促使生產(chǎn)商對產(chǎn)品的加工精度要求也越來越高，現(xiàn)有設(shè)備中高精度進給運動平臺的行程普遍較短，而大行程的普通宏運動設(shè)備的精度又無法滿足實際需求，如果采用專用的大行程高精度運動設(shè)備，產(chǎn)品的制造成本將大幅增加。針對上述現(xiàn)狀，一種能將大行程一般精度的宏運動和高精度小行程的微運動相復(fù)合的可以實現(xiàn)大行程高精度進給，且具有多方向的運動平臺越來越受到行業(yè)的青睞。
[0003]在先技術(shù):基于應(yīng)力剛化原理的剛度頻率可調(diào)一維微動平臺(實用新型申請?zhí)?201410214605.0)實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)動頻率，可在工作前或工作過程中調(diào)節(jié)微動平臺的固有頻率，取消了柔性鉸鏈放大機構(gòu)，并采用音圈電機替代壓電陶瓷驅(qū)動器，通過非接觸的驅(qū)動和位移測量，實時判斷載荷工況，并根據(jù)載荷工況的變化，動態(tài)調(diào)節(jié)驅(qū)動機構(gòu)的頻率，可以實現(xiàn)動態(tài)特性的智能匹配。由于沒有施加足夠的阻尼，該機構(gòu)在共振區(qū)可能會實現(xiàn)振幅不可控的情況，使其微動平臺不可工作在任意頻率點上，需要通過調(diào)節(jié)避開共振點，限定了工作頻率范圍。本實用新型增設(shè)了抗共振結(jié)構(gòu)，使微動平臺可工作在任意頻率點上而不產(chǎn)生無窮的振幅，無需避開共振點，可在任意頻帶上工作，同時實現(xiàn)一維宏微運動的大行程高精度且在任意工作頻率上的進給。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提出可在任意頻率點上工作的動態(tài)特性可調(diào)宏微一體化復(fù)合平臺，通過復(fù)合運動控制，可以實現(xiàn)高速精密運動，同時設(shè)置有可變阻尼器，使微動平臺在任意頻率下能傳遞宏動平臺運動且隔離振動，并實現(xiàn)高精度的位移補償，同時可變阻尼器的阻尼大小與剛度頻率參數(shù)配合，實現(xiàn)共振區(qū)振幅可控，提高工作頻率范圍。
[0005]為達此目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]動態(tài)特性可調(diào)宏微一體化復(fù)合平臺，包括基座、宏動外框架和微動平臺；
[0007]所述宏動外框架與所述微動平臺形成一體化平臺，所述微動平臺設(shè)置在所述宏動外框架的框架內(nèi)部，所述微動平臺包括用于放置工件的核心平臺、用于限位的彈片組、用于抗共振的可變阻尼器和用于檢測所述核心平臺一維微位移的位移傳感器，所述核心平臺通過所述彈片組連接于所述宏動外框架；所述位移傳感器設(shè)置于所述核心平臺上，位移測量方向與所述核心平臺的進給方向一致，所述可變阻尼器設(shè)置于宏動平臺外框架和所述微動平臺之間，并分別與所述宏動外框架及所述微動平臺相連接；
[0008]所述基座上設(shè)置有導軌、滑塊和U型直線電機，所述滑塊可滑動于所述導軌，所述U型直線電機包括定子、宏動外框架動子、微動平臺動子和連接件，宏運動和微運動共用同一個所述定子；
[0009]所述宏動外框架固定安裝于所述滑塊，并通過所述連接件連接于所述宏動外框架動子，由所述宏動外框架動子、所述微動平臺動子和所述定子控制其滑動于所述導軌實現(xiàn)宏運動；
[0010]所述核心平臺通過所述連接件固定于所述微動平臺動子，并由所述微動平臺動子控制其在所述定子的微運動。
[0011]更進一步說明，所述可變阻尼器為擠壓型阻尼器或電/磁流變阻尼器。
[0012]更進一步說明，所述可變阻尼器為剪切型阻尼器。
[0013]更進一步說明，所述彈片組、所述核心平臺和所述宏動外框架為一體式結(jié)構(gòu)。
[0014]更進一步說明，所述核心平臺的兩側(cè)通過所述彈片組與所述宏動外框架內(nèi)壁連接，所述彈片組為平行布置，且所述彈片的長度方向垂直于所述核心平臺的運動方向。
[0015]更進一步說明，所述宏動外框架與所述彈片組連接處設(shè)有槽，使所述宏動外框架內(nèi)側(cè)形成較薄的可變形的彈性件，所述宏動外框架設(shè)有調(diào)節(jié)所述彈性件變形度的頻率調(diào)節(jié)機構(gòu)。
[0016]更進一步說明，所述頻率調(diào)節(jié)機構(gòu)為穿過所述槽的螺栓，其兩端分別連接于所述槽的兩側(cè)。
[0017]更進一步說明，所述頻率調(diào)節(jié)機構(gòu)包括穿過所述槽的連接桿和用于調(diào)節(jié)預(yù)緊力動態(tài)的壓電陶瓷驅(qū)動器，所述壓電陶瓷驅(qū)動器的直線運動方向為所述彈片組的預(yù)變形方向。用于動態(tài)調(diào)節(jié)所述彈片組的預(yù)緊力并進而調(diào)整微動平臺的動力學特性。
[0018]更進一步說明，所述位移傳感器為差動電容傳感器或光電傳感器。
[0019]本實用新型提出動態(tài)特性宏微一體化復(fù)合平臺，當宏微平臺動子同時驅(qū)動時，可實現(xiàn)整體大范圍的高速運動；當出現(xiàn)運動偏差時，微動平臺由于慣量小、無摩擦、通過彈性變形實現(xiàn)精密位移輸出，可以單獨驅(qū)動實現(xiàn)高頻運動偏差補償。通過復(fù)合運動控制，可以實現(xiàn)高速精密運動，安裝使用方式與傳統(tǒng)平臺一致，方便推廣應(yīng)用，同時設(shè)置有剛度、頻率調(diào)節(jié)和可變阻尼器，使微動平臺在任意頻率下能傳遞宏動平臺運動但阻隔振動，并實現(xiàn)高精度的位移補償，同時可變阻尼器的阻尼大小與剛度頻率參數(shù)配合，實現(xiàn)共振區(qū)振幅可控，提高工作頻率范圍。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實用新型的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實用新型的一個實施例的俯視圖；
[0023]圖4是本實用新型的一個實施例的一體化平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中:基座1、宏動外框架2、微動平臺3、核心平臺31、彈片組32、導軌11、滑塊12、U型直線電機13、定子131、宏動外框架動子132、微動平臺動子133、連接件134、槽33、位移傳感器34、可變阻尼器35、彈性件21、頻率調(diào)節(jié)機構(gòu)22、螺栓/連接桿221、壓電陶瓷驅(qū)動器222。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術(shù)方案。
[0026]如圖1或圖2或圖3所示，阻尼式宏微一體化復(fù)合平臺，包括基座1、宏動外框架2和微動平臺3 ；
[0027]所述宏動外框架2與所述微動平臺3形成一體化平臺，所述微動平臺3設(shè)置在所述宏動外框架2的框架內(nèi)部，所述微動平臺3包括用于放置工件的核心平臺31、用于限位的彈片組32、用于抗共振的可變阻尼器34和用于檢測所述核心平臺31微位移的位移傳感器35，所述核心平臺31通過所述彈片組32連接于所述宏動外框架2，所述可變阻尼器34設(shè)置于所述宏動外框架2和核心平臺31之間，并分別與所述宏動外框架2及所述微動平臺3中的核心平臺31相連接，產(chǎn)生作用在核心平臺31上的阻尼力；所述位移傳感器35設(shè)于所述可變阻尼器34內(nèi)部，
[0028]所述基座I上設(shè)置有導軌11、滑塊12和U型直線電機13，所述滑塊12可滑動于所述導軌11，所述U型直線電機13包括定子131、宏動外框架動子132、微動平臺動子133和連接件134，宏運動和微運動共用同一個所述定子131 ；
[0029]所述宏動外框架2固定安裝于所述滑塊13，并通過所述連接件134連接于所述宏動外框架動子132，由所述宏動外框架動子132、所述微動平臺動子133和所述定子121控制其滑動于所述導軌11實現(xiàn)宏運動；
[0030]所述核心平臺31通過所述連接件134固定于所述微動平臺動子1