阻尼彈片式剛度頻率可調(diào)宏微一體化復(fù)合平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精密運(yùn)動平臺，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O
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)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(jìn)給運(yùn)動平臺的行程普遍較短，而大行程的普通宏運(yùn)動設(shè)備的精度又無法滿足實(shí)際需求，如果采用專用的大行程高精度運(yùn)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(yùn)動和高精度小行程的微運(yùn)動相復(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(發(fā)明申請?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(jī)構(gòu)，并采用音圈電機(jī)替代壓電陶瓷，通過非接觸的驅(qū)動和位移測量，實(shí)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(jī)構(gòu)的頻率，可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)特性的智能匹配。該機(jī)構(gòu)僅限于一維微動，行程較短，而且該機(jī)構(gòu)在工作運(yùn)動過程中會出現(xiàn)共振點(diǎn)，使其微動平臺不可工作在任意頻率點(diǎn)上，需要通過調(diào)節(jié)避開共振點(diǎn)，限定了工作頻率范圍。本發(fā)明增設(shè)了宏動結(jié)構(gòu)和抗共振結(jié)構(gòu)，使微動平臺可工作在任意頻率點(diǎn)上而不產(chǎn)生無窮的振幅，無需避開共振點(diǎn)，可在任意頻帶上工作，同時實(shí)現(xiàn)一維宏微運(yùn)動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，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，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，所述核心平臺通過所述彈片組連接于所述宏動外框架；所述不可變阻尼設(shè)置于用于連接所述核心平臺與所述宏動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型直線電機(jī)，所述滑塊可滑動于所述導(dǎo)軌，所述U型直線電機(jī)包括定子、宏動外框架動子、微動平臺動子和連接件，宏運(yùn)動和微運(yùn)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(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)宏運(yùn)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(yùn)動。
[0011]更進(jìn)一步說明，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(jìn)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(yùn)動方向。
[0015]更進(jìn)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所述頻率調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
[0016]更進(jìn)一步說明，所述頻率調(diào)節(jié)機(jī)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(jìn)一步說明，所述微動平臺還包括位移傳感器，設(shè)于所述核心平臺的進(jìn)給方向的端部。
[0018]更進(jìn)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，當(dāng)宏微動子同時驅(qū)動時，可實(shí)現(xiàn)整體大范圍的高速運(yùn)動；當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)動偏差時，微動平臺由于慣量小、無摩擦、通過彈性變形實(shí)現(xiàn)精密位移輸出，可以單獨(dú)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)高頻運(yùn)動偏差補(bǔ)償。通過復(fù)合運(yùn)動控制，可以實(shí)現(xiàn)高速精密運(yùn)動，安裝使用方式與傳統(tǒng)平臺一致，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)，使微動平臺可工作在任意頻率點(diǎn)上，無需避開共振點(diǎn)，不會產(chǎn)生無窮的振幅，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。
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明的一個實(shí)施例的俯視圖；
[0023]圖4是本發(fā)明的一個實(shí)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(dǎo)軌11、滑塊12、U型直線電機(jī)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、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【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(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，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31通過所述彈片組32連接于所述宏動外框架2，所述不可變阻尼35設(shè)置于用于連接所述核心平臺31與所述宏動外框架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型直線電機(jī)13，所述滑塊12可滑動于所述導(dǎo)軌11，所述U型直線電機(jī)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(yùn)動和微運(yùn)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(dǎo)軌11實(shí)現(xiàn)宏運(yùn)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133，并由所述微動平臺動子133控制其在所述定子131的微運(yùn)動。
[0031]基于U型直線電機(jī)12實(shí)現(xiàn)宏微運(yùn)動，可大行程的運(yùn)動范圍，慣量小，響應(yīng)速度快，其中包括對宏動外框架2的宏運(yùn)動大行程的調(diào)節(jié)，同時也包括對微動平臺3在微運(yùn)動上實(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)合平臺可實(shí)現(xiàn)大范圍且精準(zhǔn)的移動定位。
[0032]當(dāng)宏微動子同時驅(qū)動時，可實(shí)現(xiàn)整體大范圍的高速運(yùn)動；當(dāng)出現(xiàn)運(yùn)動偏差時，微動平臺由于慣量小、無摩擦、通過彈性變形實(shí)現(xiàn)精密位移輸出，可以單獨(dú)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)高頻運(yùn)動偏差補(bǔ)償。通過復(fù)合運(yùn)動控制，可以實(shí)現(xiàn)高速精密運(yùn)動，安裝使用方式與傳統(tǒng)平臺一致，方便推廣應(yīng)用，同時