[發(fā)明專利]阻尼裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 02107673.1
• 申請(qǐng)日: 2002-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN1379194A
• 公開（公告）日: 2002-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 小倉勝行;竹迫康次
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社三豐
• 主分類號(hào): F16F9/10
• 分類號(hào): F16F9/10;F16F9/53
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 張民華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種阻尼裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及對(duì)一種使用電滯液的振動(dòng)阻尼裝置的控制原理的改進(jìn)。

背景技術(shù)

按常規(guī)，一種例如沿XYZ方向掃描樣本的一種進(jìn)給裝置用在諸如坐標(biāo)測(cè)量?jī)x之類的機(jī)器，比如三維坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、機(jī)床或定位裝置。這種進(jìn)給裝置使一支承柱相對(duì)于底座進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在支承柱上安裝有取樣器、工具或諸如此類等等，在底座上通常裝有一樣本，或者進(jìn)給裝置使底座相對(duì)于支承座作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以此掃描一樣本表面。

可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在底座上的該進(jìn)給裝置包括：一在其外周部分具有陽螺紋的旋轉(zhuǎn)物體；一有陰螺紋的螺母，與陽螺紋以及諸如此類相配合，將支承柱與螺母固定。當(dāng)旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其上的轉(zhuǎn)動(dòng)力通過陽螺紋和陰螺紋轉(zhuǎn)變?yōu)槁菽傅闹本€運(yùn)動(dòng)，由此，進(jìn)給裝置沿水平方向掃描樣本，進(jìn)給裝置與其上裝有螺母的支承柱組成一個(gè)底座。使用這種進(jìn)給裝置使三維坐標(biāo)測(cè)量?jī)x能做點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的測(cè)量和掃描測(cè)量。

近年來，對(duì)掃描測(cè)量更多關(guān)注于掃描儀能獲得大量的測(cè)量數(shù)據(jù)，而不是測(cè)量精度的改善。一種能縮短測(cè)量時(shí)間的高速掃描測(cè)量技術(shù)尤其引人注意。

然而，按照上述的進(jìn)給裝置，當(dāng)旋轉(zhuǎn)物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)振動(dòng)就發(fā)生在該物體上。當(dāng)物體高速移動(dòng)時(shí)，例如，特別是在介于底座和支承柱之間的水平位置上加速和減速時(shí)就發(fā)生一種激烈的振動(dòng)。此外，在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，例如，在測(cè)量時(shí)，發(fā)生一種不同于高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)——微振動(dòng)。

這些振動(dòng)使應(yīng)用這種進(jìn)給裝置的儀器不能進(jìn)行更精確的定位。而且，這些振動(dòng)使測(cè)量?jī)x不能在一要求測(cè)量的點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)量，也不能使取樣器拾取振動(dòng)，因而阻礙了更精確的測(cè)量。

在這背景上，要求有一種如三維坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的精密測(cè)量?jī)x在高速驅(qū)動(dòng)之下的振動(dòng)比以往要更小。

作為傳統(tǒng)的阻尼方法，提出了設(shè)置一個(gè)通過彈簧的相對(duì)于底座的阻尼目標(biāo)。還提出了增加干摩擦和粘度阻力；然而，所有由此而得的阻尼在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)只起了移動(dòng)荷載的作用，極不利地造成了滯后作用。

另外，一種在旋轉(zhuǎn)軸之間的連接部分上提供例如橡膠樹脂，從而減少振動(dòng)的傳播的方法被傳統(tǒng)地提了出來。然而，如果提供了橡膠樹脂，扭轉(zhuǎn)剛度則降低了。這種剛度的降低有時(shí)使不可能穩(wěn)妥地傳遞高扭矩。結(jié)果，對(duì)于尤其控制高速掃描測(cè)量來說，這種方法具有一嚴(yán)重的問題。

而且，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的殘余振動(dòng)在狀態(tài)上不同于在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)。此外，對(duì)測(cè)量?jī)x之類的情形來說，在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)量時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)不同于在掃描測(cè)量時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)。而且，傳統(tǒng)的阻尼裝置用來抑制一種特定的振動(dòng)狀態(tài)，傳統(tǒng)的阻尼裝置不能在不同的速度下有效地抑制不同的振動(dòng)狀態(tài)。其結(jié)果，運(yùn)用單一阻尼裝置以傳統(tǒng)地有效抑制在變化的速度下的振動(dòng)，就變得十分困難。

在此同時(shí)，已提出了下列技術(shù)(例如，參見未審查的日本專利申請(qǐng)6-146654和1-288612)。應(yīng)用在一種普通機(jī)械阻尼裝置中的進(jìn)給裝置采用一種振動(dòng)阻尼器的電滯液，且進(jìn)給裝置具有一可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在電滯液中的旋轉(zhuǎn)軸。要施加到電滯液上的電壓發(fā)生變化，電滯液的粘度也發(fā)生變化，由此，根據(jù)振動(dòng)的每種狀態(tài)來抑制振動(dòng)。

當(dāng)運(yùn)用電滯液的這種類型的阻尼裝置應(yīng)用在普通的機(jī)器時(shí)，也可期待適用于精密機(jī)器里。

盡管如此，即使有普通的機(jī)械阻尼裝置，但電滯液的控制方法還沒有具體建立起來。為了把這方法應(yīng)用到需要更精確進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和更高速的精密機(jī)器里，在高精密度和高速控制的改進(jìn)上尚留有很多空間。

發(fā)明內(nèi)容

考慮到上述的傳統(tǒng)問題，本發(fā)明已達(dá)到目的。本發(fā)明的第一目的是提供一能進(jìn)行較精確的振動(dòng)控制的阻尼裝置。

為達(dá)到第一目的，根據(jù)本發(fā)明的阻尼裝置是一種用于機(jī)器的阻尼裝置，它包括繞旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的一旋轉(zhuǎn)物體和轉(zhuǎn)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)物體的一電動(dòng)機(jī)，且其特點(diǎn)在于，包括一振動(dòng)阻尼器，一電壓施加器和一控制器。

該振動(dòng)阻尼器充以一種電滯液。該電滯液粘度根據(jù)施加在其上的電壓而發(fā)生變化，該阻尼器可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在電滯液中的至少一部分旋轉(zhuǎn)物體上。

電壓施加器施加電壓于振動(dòng)阻尼器中的電滯液。

控制器控制電壓施加器的操作，這樣，根據(jù)旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，一最佳電壓施加在振動(dòng)阻尼器的電滯液上，在該電壓下獲得了最有效吸收旋轉(zhuǎn)物體振動(dòng)的電滯液粘度。

按照本發(fā)明，旋轉(zhuǎn)物體包括一阻尼旋轉(zhuǎn)軸、一驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸和一聯(lián)軸器。此外，較佳的是，來自驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)力毫無疑義地通過聯(lián)軸器傳遞到阻尼旋轉(zhuǎn)軸，并且聯(lián)軸器吸收介于阻尼旋轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸之間的不對(duì)準(zhǔn)度。

阻尼旋轉(zhuǎn)軸支承在振動(dòng)阻尼器的電滯液中。

驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸傳遞來自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力。

聯(lián)軸器聯(lián)接阻尼旋轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸。