[发明专利]一种用于超声加工设备的柔性自动调整下平台机构

说明书

技术领域

本发明属于微纳米技术领域，涉及一种用于超声加工设备的下平台机构，特别是一种用于超声加工设备的柔性自动调整下平台机构。

背景技术

超声加工技术作为一种低成本、高效、无污染的先进制造技术，已成为学术界科学研究的热点问题，并且在工业领域发挥了重要作用。常用的超声加工设备是由超声波发生器，换能器，变幅杆等组成。其工作原理是：超声波发生器将工频交流电能转变为有一定功率输出的高频振荡电信号提供给换能器，通过换能器将高频电信号转变为高频机械振动信号，经变幅杆增大振幅，最终将能量传递给工件。

用于超声加工设备的下平台调整机构主要分为手动和自动两种调平方式。专利文献US19790022780公布了一种螺钉手动调平机构，该机构采用旋转三个螺钉实现平台的调整过程，该装置较为简单但是限于手动，效率和精度方面还有所欠缺。目前螺钉手动调平机构已广泛应用在现实生活和工业生产中，而自动调整平台机构却很少被研究。北京航天航空大学的余志伟等人提出了柔性调平机构的概念设计，此设计是通过采用柔性柱、压紧机构和电机等实现平台的柔性调平，但是机构复杂而且是开环设计，没有反馈系统进行实时反馈。

试验研究证明，超声加工设备的平台平整性会对加工效果和精度造成严重影响，因此发明一种用于超声加工设备的柔性自动调整下平台机构显得格外重要。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于超声加工设备的柔性自动调整下平台机构，该机构能够对下平台进行实时柔性自动调平，并且结构简单，精度高。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种用于超声加工设备的柔性自动调整下平台机构，包括下平台，在所述下平台的下方设有与其一体成型的三个柔性铰链，三个所述柔性铰链沿所述下平台的径向与所述下平台连接，且三个所述柔性铰链沿所述下平台的周向均布；在每个所述柔性铰链的下方设有一个支撑柱，所述支撑柱的顶部采用球面结构；在每个所述支撑柱的下方设有一个与其同轴设置的电动缸，所述电动缸安装在底部支撑平台上，所述支撑柱的底端与所述电动缸的输出端连接；在所述下平台的下方设有中部支撑件，所述中部支撑件固定在所述底部支撑平台上；在每个所述柔性铰链上贴附有应变片，所述应变片与测量及反馈装置连接，所述测量及反馈装置与控制系统连接，所述控制系统根据所述测量及反馈装置输送的应力应变信号控制所述电动缸的伸出或缩回。

本发明具有的优点和积极效果是：采用应变片作为测量柔性铰链变形的元件，通过测量及反馈装置可以实时测得并反馈贴附在柔性铰链上应变片的应力应变情况，然后通过电动缸进行平台的自动调平过程，结构简单，能够有效地提高超声加工的效率和精度，尤其对于大面积区域的完整加工具有极其重要的意义。

附图说明

图1为本发明应用的结构示意图。

图中：1-基片，2-模具，3-夹具，4-上平台，5-下平台，6-柔性铰链，7-支撑柱，8-电动缸，9-底部支撑平台，10-螺栓，11-应变片，12-中部支撑件，13-测量及反馈装置。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种用于超声加工设备的柔性自动调整下平台机构，包括下平台5，在所述下平台5的下方设有与其一体成型的三个柔性铰链6，三个所述柔性铰链沿所述下平台5的径向与所述下平台5连接，且三个所述柔性铰链6沿所述下平台5的周向均布；在每个所述柔性铰链6的下方设有一个支撑柱7，所述支撑柱7的顶部采用球面结构；在每个所述支撑柱7的下方设有一个与其同轴设置的电动缸8，所述电动缸8安装在底部支撑平台9上，所述支撑柱7的底端与所述电动缸8的输出端连接；在所述下平台5的下方设有中部支撑件12，所述中部支撑件12固定在所述底部支撑平台9上。

在每个所述柔性铰链6上贴附有应变片11，所述应变片11贴在所述柔性铰链6最细的部位。所述应变片11与测量及反馈装置13连接，所述测量及反馈装置13与控制系统连接，所述控制系统根据所述测量及反馈装置13输送的应力应变信号控制所述电动缸8的伸出或缩回。

本发明的应用及工作原理：

在上平台4上安装夹具3，在夹具3上固定模具2和样片1。