[发明专利]一种具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台

权利要求书

1.一种具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台，其特征在于：骨骼振动钻削平台包括用于固定骨样本并提供可控振动的振动平台，以及用于控制钻头高度与进给速度的钻削平台；参数测量系统包括用于测量振动平台振幅和频率的激光微距传感器，用于测量进给力的压力传感器，以及用于测量骨样本钻孔处温度的小型热电偶测温单元；所述的一种具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台包括底座（1）、支架（2）、进给平台（3）、压力传感器（4）、连杆（5）、连接板（6）、柔性传动轴（7）、手持式电钻（8）、钻头（9）、小型热电偶测温单元（10）、样本夹具（11）、振动平台（12）、激光微距传感器（13）、传感器支撑架（14）、数据采集盒（15）；底座（1）固定在水平桌面上，两根支架（2）垂直固定在底座（1）的上表面，进给平台（3）两端与支架（2）连接，并且能够沿垂直于底座（1）的方向匀速运动；进给平台（3）和支架（2）构成龙门型结构；进给平台（3）下面安装压力传感器（4），用于对钻削过程进给力的实时测量；传感器下面固定有连杆（5），且连杆（5）与连接板（6）固定，连接板（6）上同时还固定有柔性传动轴（7），所述柔性传动轴（7）的末端安装钻头（9），另一端与手持式电钻（8）的主轴相连；当手持式电钻（8）开动后，通过柔性传动轴（7）可带动钻头（9）旋转，而且通过连杆（5）和连接板（6），进给平台（3）能够带动钻头（9）进行上升或下降，同时钻削时的反作用力也通过连杆（5）和连接板（6）传递到压力传感器（4）上；振动平台（12）放置在底座（1）的上表面，样本夹具（11）安装在振动平台（12）上部的振动板上；钻削时骨骼样本安装在样本夹具（11）上，小型热电偶测温单元（10）预埋在骨骼样本钻孔处附近；传感器支撑架（14）放置在底座（1）上表面，激光微距传感器（13）安装在传感器支撑架（14）上，且调整到合适的位置，其测量点对准振动平台（12）上部的振动板，因此能够测量振动的频率和振幅；压力传感器（4）、小型热电偶测温单元（10）和激光微距传感器（13）的都连接到数据采集盒（15），所述数据采集盒（15）再通过串口与计算机连接，因此测量的力、温度、频率、振幅数据都能够实时传输到计算机进行存储和处理。

2.根据权利要求1所述的具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台，其特征在于：本发明提出的振动平台包括底座（201）、支柱（202）、水平板（203）、振动板（204）、直流电机（205）、转盘（206）、转盘永磁铁（207）、振动板永磁铁（208）、支撑柱（209）、连杆（210）、橡胶垫（211）。

3.根据权利要求1所述的振动平台，其特征在于：底座（201）作为振动平台的基础、四个支柱（202）垂直固定在底座（201）的四个角上。支柱（202）上端固定水平板（203），构成振动平台的基础框架结构。水平板（203）下表面的中央位置安装有直流电机（205），所述直流电机205的输出轴与转盘（206）相连，因此能够带到转盘（206）旋转。转盘（206）上沿圆周等间隔安装4块转盘永磁铁（207），南北极互相间隔，即为NSNS。水平板（203）上表面有四个连杆（210），且水平板（203）与连杆（210）之间有橡胶垫（211）。连杆（210）上端连接振动板（204），且连杆（210）上与振动板（204）之间也有橡胶垫（211）。由于橡胶垫（211）能够压缩变形，使得振动板（204）能够在垂直方向进行小幅的运动。振动板（204）下表面同样沿圆周等间隔安装4块振动板永磁铁(208），且同为南北极互相间隔。因此转盘永磁铁（207）与振动板永磁铁（208）两两相对，当转盘（206）转动时，转盘永磁铁（207）与振动板永磁铁（208）会交替出现同极相斥/异极相吸的现象，从而带动振动板（204）上下运动。通过改变直流电机（205）的转速，能够调整振动的频率。在转盘（206）与振动板204之间有支撑柱（209），用于调整转盘永磁铁（207）与振动板永磁铁（208）之间的初始距离。改变支撑柱（209）的高度，能够调整振动的振幅。支撑柱（209）用聚四氟乙烯制成，因此具有耐磨和自润滑的特性。