[發明專利]動態特性可調宏微一體化復合平臺

在審

• 申請號: 201510312682.4
• 申請日: 2015-06-08
• 公開（公告）號: CN104889951A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 楊志軍;白有盾;陳新;高健;陳新度;賀云波;陳云;李瑞奇;陳超然
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B25H1/02
• 分類號: B25H1/02;B23Q1/25
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 張海英;林波

技術領域

本發明涉及精密運動平臺，尤其涉及動態特性可調宏微一體化復合平臺。

背景技術

隨著科技的進步，人們對產品的要求越來越高，促使生產商對產品的加工精度要求也越來越高，現有設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備，產品的制造成本將大幅增加。針對上述現狀，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合的可以實現大行程高精度進給，且具有多方向的運動平臺越來越受到行業的青睞。

在先技術：基于應力剛化原理的剛度頻率可調一維微動平臺(發明申請號：201410214605.0)發明了一種基于預應力膜，頻率可調，能根據不同的工況和驅動頻率，可在工作前或工作過程中調節微動平臺的固有頻率，取消了柔性鉸鏈放大機構，并采用音圈電機替代壓電陶瓷驅動器，通過非接觸的驅動和位移測量，實時判斷載荷工況，并根據載荷工況的變化，動態調節驅動機構的頻率，可以實現動態特性的智能匹配。由于沒有施加足夠的阻尼，該機構在共振區可能會實現振幅不可控的情況，使其微動平臺不可工作在任意頻率點上，需要通過調節避開共振點，限定了工作頻率范圍。本發明增設了抗共振結構，使微動平臺可工作在任意頻率點上而不產生無窮的振幅，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。

發明內容

本發明的目的在于提出可在任意頻率點上工作的動態特性可調宏微一體化復合平臺，通過復合運動控制，可以實現高速精密運動，同時設置有可變阻尼器，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配合，實現共振區振幅可控，提高工作頻率范圍。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

動態特性可調宏微一體化復合平臺，包括基座、宏動外框架和微動平臺；

所述宏動外框架與所述微動平臺形成一體化平臺，所述微動平臺設置在所述宏動外框架的框架內部，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所述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，并分別與所述宏運動外框架及所述微動平臺相連接；

所述基座上設置有導軌、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；

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宏運動；

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。

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。

更進一步說明，所述可變阻尼器為剪切型阻尼器。

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構。

更進一步說明，所述核心平臺的兩側通過所述彈片組與所述宏動外框架內壁連接，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。

更進一步說明，所述宏動外框架與所述彈片組連接處設有槽，使所述宏動外框架內側形成較薄的可變形的彈性件，所述宏動外框架設有調節所述彈性件變形度的所述頻率調節機構。

更進一步說明，所述頻率調節機構為穿過所述槽的螺栓，其兩端分別連接于所述槽的兩側。

更進一步說明，所述頻率調節機構包括穿過所述槽的連接桿和用于調節預緊力動態的壓電陶瓷驅動器，所述壓電陶瓷驅動器的直線運動方向為所述彈片組的預變形方向。用于動態調節所述彈片組的預緊力并進而調整微動平臺的動力學特性。

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。