[發明專利]一種大行程高精度兩自由度快速刀具伺服裝置

在審

• 申請號: 201810237930.7
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108262629A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 周曉勤;劉赫然;劉強;王榮奇;姜姍;楊璐
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B23Q5/36
• 分類號: B23Q5/36
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種大行程高精度兩自由度快速刀具伺服裝置，其特征在于：包括左驅動模塊、右驅動模塊、鉸鏈模塊、刀具模塊、傳感器組、底座，其中左驅動模塊、右驅動模塊分別置于鉸鏈模塊的左右兩側與鉸鏈模塊內的鉸鏈架左右兩端固定連接，刀具模塊與鉸鏈模塊內部鉸鏈架的前端固定連接，傳感器組位由三個直線位移傳感組成，固定連接于鉸鏈模塊內部，左驅動模塊、右驅動模塊及鉸鏈模塊分別固定連接在裝置底座之上。

2.根據權利要求1所述的一種大行程高精度兩自由度快速刀具伺服裝置，其特征在于：所述右驅動模塊與左驅動模塊結構相同，二者相對布置，其中：

所述左驅動模塊包括音圈電機一、左支撐板、上頂撐板一、下底板一、前擋板一、后擋板一、柔性鉸鏈導向機構一，其中左支撐板為音圈電機一固定板，與音圈電機一的定子一固定連接，左驅動模塊右側面為柔性鉸鏈導向機構一，與音圈電機一的動子一固定連接實現X軸導向作用，上頂板一、下底板一、前擋板一以及后擋板一分別與電機固定板一和柔性鉸鏈導向機構一相互固定連接，形成長方體空間，并將音圈電機一包裹在內，左驅動模塊的下底板與裝置底座固定連接；

所述右驅動模塊包括音圈電機二、右支撐板、上頂撐板二、下底板二、前擋板二、后擋板二、柔性鉸鏈導向機構二，其中右支撐板為音圈電機二固定板，與音圈電機二的定子二固定連接，右驅動模塊右側面為柔性鉸鏈導向機構二，與音圈電機二的動子二固定連接實現X軸導向作用，上頂板二、下底板二、前擋板二以及后擋板二分別與電機固定板二和柔性鉸鏈導向機構二相互固定連接，形成長方體空間，并將音圈電機二包裹在內，右驅動模塊的下底板二與裝置底座固定連接。

3.根據權利要求2所述的一種大行程高精度兩自由度快速刀具伺服裝置，其特征在于：所述柔性鉸鏈導向機構一、柔性鉸鏈導向機構二采用碳纖維材料。

4.根據權利要求2所述的一種大行程高精度兩自由度快速刀具伺服裝置，其特征在于：所述音圈電機一、音圈電機二具有納米級的定位精度和毫米級的運動行程。

5.根據權利要求1所述的一種大行程高精度兩自由度快速刀具伺服裝置，其特征在于：所述鉸鏈模塊由鉸鏈架及支撐板組成，鉸鏈架位于支撐板構成的內部；

所述支撐板包括上底板、下底板、前擋板、后擋板，其中下底板與裝置底座固定連接，前擋板、后擋板分別置于鉸鏈模塊前、后端且與下底板固定連接，上底板與前擋板和后擋板固定連接；

所述鉸鏈架由兩個菱形柔性鉸鏈及四個豎直連桿組成，兩個菱形柔性鉸鏈分別上下水平放置且豎直投影重合，四個豎直連桿分別與兩菱形鉸鏈前、后、左、右端面固定連接，菱形柔性鉸鏈長對角線對應兩端為鉸鏈架前、后端，短對角線對應兩端為鉸鏈架的左、右端；左端豎直連桿與左驅動模塊的柔性鉸鏈導向機構一固定連接，右端豎直連桿與右驅動模塊2的柔性鉸鏈導向機構二固定連接。

6.根據權利要求1所述的一種大行程高精度兩自由度快速刀具伺服裝置，其特征在于：所述傳感器組由上部X軸方向位移傳感器一、X軸方向位移傳感器二和下部一個Y軸方向位移傳感器組成，上部X軸方向位移傳感器一、X軸方向位移傳感器二分別固定連接于鉸鏈模塊的上支撐板的下表面，Y軸方向位移傳感器固定連接于鉸鏈模塊的下底板上表面。

7.根據權利要求6所述的一種大行程高精度兩自由度快速刀具伺服裝置，其特征在于：所述傳感器組的上部X軸方向位移傳感器一、X軸方向位移傳感器二和下部一個Y軸方向位移傳感器分別采用光柵位移傳感器。

8.根據權利要求1所述的一種大行程高精度兩自由度快速刀具伺服裝置，其特征在于：所述刀具模塊由金剛石刀具及刀具座組成，金剛石刀具固定連接在刀具座上，刀具座固定連接在鉸鏈架的前端豎直連桿中部。