阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)宏微一體化復(fù)合平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，尤其涉及阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)宏微一體化復(fù)合平臺(tái)O
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步，人們對(duì)產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，促使生產(chǎn)商對(duì)產(chǎn)品的加工精度要求也越來(lái)越高，現(xiàn)有設(shè)備中高精度進(jìn)給運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的行程普遍較短，而大行程的普通宏運(yùn)動(dòng)設(shè)備的精度又無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求，如果采用專(zhuān)用的大行程高精度運(yùn)動(dòng)設(shè)備，產(chǎn)品的制造成本將大幅增加。針對(duì)上述現(xiàn)狀，一種能將大行程一般精度的宏運(yùn)動(dòng)和高精度小行程的微運(yùn)動(dòng)相復(fù)合的可以實(shí)現(xiàn)大行程高精度進(jìn)給，且具有多方向的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)越來(lái)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(dòng)平臺(tái)(發(fā)明申請(qǐng)?zhí)?201410214605.0)發(fā)明了一種基于預(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。該機(jī)構(gòu)僅限于一維微動(dòng)，行程較短，而且該機(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(kāi)共振點(diǎn)，限定了工作頻率范圍。本發(fā)明增設(shè)了宏動(dòng)結(jié)構(gòu)和抗共振結(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(kāi)共振點(diǎn)，可在任意頻帶上工作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)一維宏微運(yùn)動(dòng)的大行程高精度且在任意工作頻率上的進(jìn)給。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出可在任意頻率點(diǎn)上工作的阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)宏微一體化復(fù)合平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)大行程高精度且在任意工作頻率上的進(jìn)給。
[0005]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)宏微一體化復(fù)合平臺(tái)，包括基座、宏動(dòng)外框架和微動(dòng)平臺(tái)；
[0007]所述宏動(dòng)外框架與所述微動(dòng)平臺(tái)形成一體化平臺(tái)，所述微動(dòng)平臺(tái)設(shè)置在所述宏動(dòng)外框架的框架內(nèi)部，所述微動(dòng)平臺(tái)包括用于放置工件的核心平臺(tái)、用于支撐和位移輸出的彈片組和用于抗共振的不可變阻尼，所述核心平臺(tái)通過(guò)所述彈片組連接于所述宏動(dòng)外框架；所述不可變阻尼設(shè)置于用于連接所述核心平臺(tái)與所述宏動(dòng)外框架的任意部件上；
[0008]所述基座上設(shè)置有導(dǎo)軌、滑塊和U型直線(xiàn)電機(jī)，所述滑塊可滑動(dòng)于所述導(dǎo)軌，所述U型直線(xiàn)電機(jī)包括定子、宏動(dòng)外框架動(dòng)子、微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)子和連接件，宏運(yùn)動(dòng)和微運(yùn)動(dòng)共用同一個(gè)所述定子；
[0009]所述宏動(dòng)外框架固定安裝于所述滑塊，并通過(guò)所述連接件連接于所述宏動(dòng)外框架動(dòng)子，由所述宏動(dòng)外框架動(dòng)子、所述微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)子和所述定子控制其滑動(dòng)于所述導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)宏運(yùn)動(dòng)；
[0010]所述核心平臺(tái)通過(guò)所述連接件固定于所述微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)子，并由所述微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)子控制其在所述定子的微運(yùn)動(dòng)。
[0011]更進(jìn)一步說(shuō)明，所述不可變阻尼作為復(fù)合涂層附設(shè)于所述彈片組的表面。
[0012]更進(jìn)一步說(shuō)明，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。
[0013]更進(jìn)一步說(shuō)明，所述彈片組、所述核心平臺(tái)和所述宏動(dòng)外框架為一體式結(jié)構(gòu)。
[0014]更進(jìn)一步說(shuō)明，所述核心平臺(tái)的兩側(cè)通過(guò)所述彈片組與所述宏動(dòng)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(zhǎng)度方向垂直于所述核心平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向。
[0015]更進(jìn)一步說(shuō)明，所述宏動(dòng)外框架與所述彈片組連接處設(shè)有槽，使所述宏動(dòng)外框架內(nèi)側(cè)形成較薄的可變形的彈性件，所述宏動(dòng)外框架設(shè)有調(diào)節(jié)所述彈性件變形度的所述頻率調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0016]更進(jìn)一步說(shuō)明，所述頻率調(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)。
[0017]更進(jìn)一步說(shuō)明，所述微動(dòng)平臺(tái)還包括位移傳感器，設(shè)于所述核心平臺(tái)的進(jìn)給方向的端部。
[0018]更進(jìn)一步說(shuō)明，所述位移傳感器為差動(dòng)電容傳感器或光電傳感器。
[0019]本發(fā)明提出阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)宏微一體化復(fù)合平臺(tái)，當(dāng)宏微動(dòng)子同時(shí)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)整體大范圍的高速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偏差時(shí)，微動(dòng)平臺(tái)由于慣量小、無(wú)摩擦、通過(guò)彈性變形實(shí)現(xiàn)精密位移輸出，可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)高頻運(yùn)動(dòng)偏差補(bǔ)償。通過(guò)復(fù)合運(yùn)動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)高速精密運(yùn)動(dòng)，安裝使用方式與傳統(tǒng)平臺(tái)一致，方便推廣應(yīng)用。本發(fā)明設(shè)置有抗共振的不可變阻尼結(jié)構(gòu)，使微動(dòng)平臺(tái)可工作在任意頻率點(diǎn)上，無(wú)需避開(kāi)共振點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生無(wú)窮的振幅，可在任意頻帶上工作，使阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)宏微一體化復(fù)合平臺(tái)實(shí)現(xiàn)大行程高精度且可在任意頻率點(diǎn)上工作，提高工作頻率范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖；
[0023]圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一體化平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中:基座1、宏動(dòng)外框架2、微動(dòng)平臺(tái)3、核心平臺(tái)31、彈片組32、導(dǎo)軌11、滑塊12、U型直線(xiàn)電機(jī)13、定子131、宏動(dòng)外框架動(dòng)子132、微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)子133、連接件134、槽33、位移傳感器34、不可變阻尼35、彈性件21、螺栓221。
【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)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0026]如圖1或圖2或圖3所示，阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)宏微一體化復(fù)合平臺(tái)，包括基座1、宏動(dòng)外框架2和微動(dòng)平臺(tái)3 ；
[0027]所述宏動(dòng)外框架2與所述微動(dòng)平臺(tái)3形成一體化平臺(tái)，所述微動(dòng)平臺(tái)3設(shè)置在所述宏動(dòng)外框架2的框架內(nèi)部，所述微動(dòng)平臺(tái)3包括用于放置工件的核心平臺(tái)31、用于支撐和位移輸出的彈片組32和用于抗共振的不可變阻尼35，所述核心平臺(tái)31通過(guò)所述彈片組32連接于所述宏動(dòng)外框架2，所述不可變阻尼35設(shè)置于用于連接所述核心平臺(tái)31與所述宏動(dòng)外框架2的任意部件上；
[0028]所述基座I上設(shè)置有導(dǎo)軌11、滑塊12和U型直線(xiàn)電機(jī)13，所述滑塊12可滑動(dòng)于所述導(dǎo)軌11，所述U型直線(xiàn)電機(jī)13包括定子131、宏動(dòng)外框架動(dòng)子132、微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)子133和連接件134，宏運(yùn)動(dòng)和微運(yùn)動(dòng)共用同一個(gè)所述定子131 ；
[0029]所述宏動(dòng)外框架2固定安裝于所述滑塊13，并通過(guò)所述連接件134連接于所述宏動(dòng)外框架動(dòng)子132，由所述宏動(dòng)外框架動(dòng)子132、所述微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)子133和所述定子121控制其滑動(dòng)于所述導(dǎo)軌11實(shí)現(xiàn)宏運(yùn)動(dòng)；
[0030]所述核心平臺(tái)31通過(guò)所述連接件134固定于所述微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)子133，并由所述微動(dòng)平臺(tái)動(dòng)子133控制其在所述定子131的微運(yùn)動(dòng)。
[0031]基于U型直線(xiàn)電機(jī)12實(shí)現(xiàn)宏微運(yùn)動(dòng)，可大行程的運(yùn)動(dòng)范圍，慣量小，響應(yīng)速度快，其中包括對(duì)宏動(dòng)外框架2的宏運(yùn)動(dòng)大行程的調(diào)節(jié)，同時(shí)也包括對(duì)微動(dòng)平臺(tái)3在微運(yùn)動(dòng)上實(shí)現(xiàn)精密定位，使本發(fā)明阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)宏微一體化復(fù)合平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)大范圍且精準(zhǔn)的移動(dòng)定位。
[0032]當(dāng)宏微動(dòng)子同時(shí)驅(qū)動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)整體大范圍的高速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偏差時(shí)，微動(dòng)平臺(tái)由于慣量小、無(wú)摩擦、通過(guò)彈性變形實(shí)現(xiàn)精密位移輸出，可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)高頻運(yùn)動(dòng)偏差補(bǔ)償。通過(guò)復(fù)合運(yùn)動(dòng)控制，可以實(shí)現(xiàn)高速精密運(yùn)動(dòng)，安裝使用方式與傳統(tǒng)平臺(tái)一致，方便推廣應(yīng)用，同時(shí)