一种基于柔性铰链结构的可分离式二维超声振动平台的制作方法

技术特征：
1.一种基于柔性铰链结构的可分离式二维超声振动平台，其特征在于，所述振动平台包括支撑底座(1)，所述支撑底座(1)的底部固定在机床上；所述支撑底座(1)的内部设置有两自由度运动解耦柔性铰链结构(2)，所述两自由度运动解耦柔性铰链结构(2)包括工作台(6)，所述工作台(6)位于所述两自由度运动解耦柔性铰链结构(2)的中心，所述工作台(6)的四周分别通过内侧柔性铰链(7)与四个运动块(8)相连接，每个所述运动块(8)的两侧均设置有外侧柔性铰链(9)，每个所述外侧柔性铰链(9)的两端分别与所述运动块(8)和所述支撑底座(1)固定连接，所述四个运动块(8)中的其中两个相邻运动块(8)分别与两个位于同一水平面内且相互垂直布置的压电陶瓷驱动结构(4)的出力端相接触，实现所述工作台(6)的两自由度运动。2.根据权利要求1所述的基于柔性铰链结构的可分离式二维超声振动平台，其特征在于，所述两自由度运动解耦柔性铰链结构(2)还包括四个固定块(5)，所述四个固定块(5)分别通过螺钉(3)固定连接在所述支撑底座(1)的四个内角处；每个所述外侧柔性铰链(9)的其中一端均固定连接在对应的所述固定块(5)上，所述固定块(5)将两自由度运动解耦柔性铰链结构(2)与所述支撑底座(1)通过螺钉(3)固定连接。3.根据权利要求1所述的基于柔性铰链结构的可分离式二维超声振动平台，其特征在于，所述外侧柔性铰链(9)由两个并联连接的直梁型柔性铰链组成。4.根据权利要求1所述的基于柔性铰链结构的可分离式二维超声振动平台，其特征在于，所述内侧柔性铰链(7)由一个直梁型柔性铰链组成或由两个并联连接的直梁型柔性铰链组成。5.根据权利要求3或4所述的基于柔性铰链结构的可分离式二维超声振动平台，其特征在于，所述直梁型柔性铰链的两端部均倒圆角，防止应力集中。6.根据权利要求1所述的基于柔性铰链结构的可分离式二维超声振动平台，其特征在于，所述压电陶瓷驱动结构(4)包括封装式柱形压电陶瓷促动器(10)和预紧机构，所述封装式柱形压电陶瓷促动器(10)的出力端与对应的所述运动块(8)紧密接触，并且，通过所述预紧机构向所述封装式柱形压电陶瓷促动器(10)提供预紧力。7.根据权利要求6所述的基于柔性铰链结构的可分离式二维超声振动平台，其特征在于，所述压电陶瓷驱动结构(4)还包括压电陶瓷支撑块(11)，所述封装式柱形压电陶瓷促动器(10)由所述压电陶瓷支撑块(11)支撑，所述压电陶瓷支撑块(11)与所述支撑底座(1)固定连接。8.根据权利要求6所述的基于柔性铰链结构的可分离式二维超声振动平台，其特征在于，所述预紧机构包括预紧模块(12)和预应力螺栓(13)，所述预紧模块(12)与所述封装式柱形压电陶瓷促动器(10)的末端紧密接触，所述预应力螺栓(13)螺纹连接在所述支撑底座(1)的侧壁上，并且，所述预应力螺栓(13)的端部伸入至所述支撑底座(1)内与所述预紧模块(12)紧密接触并向所述预紧模块(12)提供压力，由所述预紧模块(12)向所述封装式柱形压电陶瓷促动器(10)直接提供预紧力。9.根据权利要求6所述的基于柔性铰链结构的可分离式二维超声振动平台，其特征在于，所述封装式柱形压电陶瓷促动器(10)由压电陶瓷控制器提供电压，通过调节所述压电陶瓷控制器输出功率与频率以调节所述工作台(6)振动的幅值与频率。

技术总结
本发明公开了一种基于柔性铰链结构的可分离式二维超声振动平台，包括支撑底座，支撑底座的内部设置有两自由度运动解耦柔性铰链结构，两自由度运动解耦柔性铰链结构包括工作台，工作台位于两自由度运动解耦柔性铰链结构的中心，工作台的四周分别通过内侧柔性铰链与四个运动块相连接，每个运动块的两侧均设置有外侧柔性铰链，每个外侧柔性铰链的两端分别与运动块和支撑底座固定连接，四个运动块中的其中两个相邻运动块分别与两个位于同一水平面内且相互垂直布置的压电陶瓷驱动结构的出力端相接触，实现所述工作台的两自由度运动。本发明可解决普通微铣床加工硬脆材料存在切削力大、刀具磨损严重的问题，同时可用于加工表面纹理提高金属表面属性。面纹理提高金属表面属性。面纹理提高金属表面属性。


技术研发人员：宋博文 景秀并 王福军 张大卫 郑泽辉
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2021.06.18
技术公布日：2021/10/23