一种超声波焊接压力自平衡载物台

1.本实用新型涉及材料加工技术领域，特别涉及一种超声波焊接压力自平衡载物台。


背景技术：

2.超声波焊接设备主要由超声波发生器、换能器、变幅杆、焊头、载物台等组成，其工作原理是：超声波发生器产生一定频率的电信号提供给换能器，换能器将高频电信号转换为高频机械振动，变幅杆将微小的高频机械振动转换为较大振幅的机械振动，带动焊头做大振幅高频机械振动，焊头的高频机械振动带动工件表面高频摩擦并产生热量，使待焊接工件的表面融化，从而实现工件的固定连接。超声波焊接具有效率高、操作简便、成本低、焊接强度高、无污染物释放的优点，已经广泛应用于塑料加工成型、电池组装、医疗检测芯片封合、金属片连接等领域。超声波焊接过程中，需要调整焊头的空间姿态，使焊头平面与被焊接的工件表面平行。如果平行度差，将严重影响工件的焊接质量和精度。有文献表明，在医疗检测芯片封合领域，当焊头和工件表面之间的平行度误差超过10μm时，超声波焊接所封合的微沟道高度不一致，将会严重影响芯片内液体的微观流动特征，影响生化检测结果。
3.超声波焊接调平方式主要分为手动和自动两种方式。手动调平采用压敏纸测量焊头和工件表面的平行度，然后手动调整焊头或者载物台的空间姿态，逐渐减小平行度误差。因此，手动调平方式过程繁琐，而且精度较差，会严重影响超声波焊接的加工效率。自动调平方式采用高精度传感器测量焊头和工件表面的平行度误差，然后利用高精度执行器自动调整焊头或者载物台的空间姿态，逐渐减小平行度误差。手动调平方式效率较高，但是须使用昂贵的设备，应用和推广受到了限制。
4.为了实现快速、高效率、高精度、高质量的超声波焊接，设计一种超声波焊接压力自平衡载物台显得格外重要。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种超声波焊接压力自平衡载物台，在超声波焊接过程中，该载物台能够利用自平衡机构自适应地实时地调整上板的空间姿态，使焊头和工件表面平行，从而实现快速、高效率、高精度、高质量的超声波焊接，可以有效解决背景技术中的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种超声波焊接压力自平衡载物台，包括底板，所述底板上端四周的位置分别安装有第一转动盘支撑、第二转动盘支撑、第三转动盘支撑与第四转动盘支撑，所述底板上端中部的位置分别安装第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、与第四液压缸，所述第一液压缸上安装有第一支管，所述第二液压缸上安装有第二支管，所述第三液压缸上安装有第三支管，所述第四液压缸上安装有第四支
管，所述第一支管、第二支管、第三支管、第四支管上安装有主管。
9.优选的，所述第一转动盘支撑上安装有第一转动盘，所述第一转动盘上安装有第一支撑杆，所述第一支撑杆上安装有第一上板连接盖板，所述第二转动盘支撑上安装有第二转动盘，所述第二转动盘上安装有第二支撑杆，所述第二支撑杆上安装有第二上板连接盖板，所述第三转动盘支撑上安装有第三转动盘，所述第三转动盘上安装有第三支撑杆，所述第三支撑杆上安装有第三上板连接盖板，所述第四转动盘支撑上安装有第四转动盘，所述第四转动盘上安装有第四支撑杆，所述第四支撑杆上安装有第四上板连接盖板，所述第一液压缸连接第一转动盘的位置，所述第二液压缸连接第二转动盘的位置，所述第三液压缸连接第三转动盘的位置，所述第四液压缸连接第四转动盘的位置。
10.优选的，所述第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆和第四支撑杆的一端设置有球头，所述球头与所述第一上板连接盖板、第二上板连接盖板、第三上板连接盖板和第四上板连接盖板形成球面副连接，所述第一液压缸的里侧安装有第一液压缸连接板与第一液压缸支撑，所述第二液压缸的里侧安装有第二液压缸连接板与第二液压缸支撑，所述第三液压缸的里侧安装有第三液压缸连接板与第三液压缸支撑，所述第四液压缸的里侧安装有第四液压缸连接板与第四液压缸支撑，所述第一上板连接盖板的上端安装有第一上板连接座，所述第二上板连接盖板的上端连接有第二上板连接座，所述第三上板连接盖板的上端连接有第三上板连接座，所述第四上板连接盖板的上端连接有第四上板连接座，所述第一上板连接盖板、第二上板连接盖板、第三上板连接盖板、第四上板连接盖板的顶部定位有上板。
11.优选的，所述第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、第四液压缸、第一支管、第二支管、第三支管、第四支管和主管密闭连接，形成的密闭空间内存在流动性较好的液体。
12.优选的，所述第一液压缸驱动第一转动盘在第一转动盘支撑上进行活动，所述第二液压缸驱动第二转动盘在第二转动盘支撑上进行活动，所述第三液压缸驱动第三转动盘在第三转动盘支撑上进行活动，所述第四液压缸驱动第四转动盘在第四转动盘支撑上进行活动，所述第一上板连接盖板与第一支撑杆之间通过球头进行活动，所述第二支撑杆与第二上板连接盖板之间通过球头进行活动，所述第三支撑杆与第三上板连接盖板之间通过球头进行活动，所述第四支撑杆与第四上板连接盖板之间通过球头进行活动，所述第一支撑杆与第一上板连接座之间通过球头进行活动，所述第二支撑杆与第二上板连接座之间通过球头进行活动，所述第三支撑杆与第三上板连接座之间通过球头进行活动，所述第四支撑杆与第四上板连接座之间通过球头进行活动。
13.优选的，所述第一液压缸与第一液压缸连接板固定连接，所述第二液压缸与第二液压缸连接板固定连接，所述第三液压缸与第三液压缸连接板固定连接，所述第四液压缸与第四液压缸连接板固定连接，所述第一液压缸连接板与第一液压缸支撑之间铰接，所述第二液压缸连接板与第二液压缸支撑之间铰接，所述第三液压缸连接板与第三液压缸支撑之间铰接，所述第四液压缸连接板与第四液压缸支撑之间铰接。
14.优选的，所述第一液压缸、第一转动盘支撑、第一转动盘、第一支撑杆、第一上板连接盖板组成第一压力自平衡机构，所述第二液压缸、第二转动盘支撑、第二转动盘、第二支撑杆、第二上板连接盖板组成第二压力自平衡机构，所述第三液压缸、第三转动盘支撑、第三转动盘、第三支撑杆、第三上板连接盖板组成第三压力自平衡机构，所述第四液压缸、第四转动盘支撑、第四转动盘、第四支撑杆、第四上板连接盖板组成第四压力自平衡机构。
15.(三)有益效果
16.与现有技术相比，本实用新型提供了一种超声波焊接压力自平衡载物台，具备以下有益效果：该一种超声波焊接压力自平衡载物台，设有压力自平衡机构，当超声波焊头与待焊接工件表面压力不均衡时，压力自平衡机构能够自动调整上板的空间姿态，使超声波焊头与待焊接工件表面压力均衡，从而得到较高的焊接质量，在超声波焊接过程中，该载物台能够利用自平衡机构自适应地实时地调整上板的空间姿态，使焊头和工件表面平行，从而实现快速、高效率、高精度、高质量的超声波焊接，液压缸、支管和主管所形成的密闭空间中灌注有一定容量的液体，当上板的空间姿态自适应变化时，该液体能够在密闭空间内流动，能够在载物台的四个支撑端均匀的传递压力，最终使焊头和待焊接工件表面的焊接压力均衡，实现高精度和高质量的焊接效果，整个超声波焊接压力自平衡载物台结构简单，操作方便，使用的效果相对于传统方式更好。
附图说明
17.图1为本实用新型一种超声波焊接压力自平衡载物台的整体结构示意图。
18.图2为本实用新型一种超声波焊接压力自平衡载物台中底板上端载物台的结构示意图。
19.图3为本实用新型一种超声波焊接压力自平衡载物台中球头的结构示意图。
20.图4为本实用新型一种超声波焊接压力自平衡载物台中上板底部的结构示意图。
21.图中：1、上板；2、第一上板连接座；3、第一上板连接盖板；4、第一支撑杆；5、第一转动盘；6、第一转动盘支撑；7、底板；8、第一液压缸；9、第一液压缸连接板；10、第一液压缸支撑；11、第二液压缸支撑；12、第二液压缸；13、第二转动盘支撑；14、第二转动盘；15、第三转动盘支撑；16、第二支撑杆；17、第三转动盘；18、第三支撑杆；19、第二上板连接盖板；20、第二上板连接座；21、第三上板连接盖板；22、第三液压缸；23、第四液压缸；24、第四转动盘支撑；25、第四转动盘；26、第四上板连接盖板；27、第四支撑杆；28、第二液压缸连接板；29、第三液压缸连接板；30、第四液压缸连接板；31、第三液压缸支撑；32、第四液压缸支撑；33、第一支管；34、第二支管；35、第三支管；36、第四支管；37、主管；38、球头；39、第三上板连接座；40、第四上板连接座。
具体实施方式
22.下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定
的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.实施例一：
26.如图1-4所示，一种超声波焊接压力自平衡载物台，包括底板7，底板7上端四周的位置分别安装有第一转动盘支撑6、第二转动盘支撑13、第三转动盘支撑15与第四转动盘支撑24，底板7上端中部的位置分别安装第一液压缸8、第二液压缸12、第三液压缸22、与第四液压缸23，第一液压缸8上安装有第一支管33，第二液压缸12上安装有第二支管34，第三液压缸22上安装有第三支管35，第四液压缸23上安装有第四支管36，第一支管33、第二支管34、第三支管35、第四支管36上安装有主管37。
27.进一步的，第一转动盘支撑6上安装有第一转动盘5，第一转动盘5上安装有第一支撑杆4，第一支撑杆4上安装有第一上板连接盖板3，第二转动盘支撑13上安装有第二转动盘14，第二转动盘14上安装有第二支撑杆16，第二支撑杆16上安装有第二上板连接盖板19，第三转动盘支撑15上安装有第三转动盘17，第三转动盘17上安装有第三支撑杆18，第三支撑杆18上安装有第三上板连接盖板21，第四转动盘支撑24上安装有第四转动盘25，第四转动盘25上安装有第四支撑杆27，第四支撑杆27上安装有第四上板连接盖板26，第一液压缸8连接第一转动盘5的位置，第二液压缸12连接第二转动盘14的位置，第三液压缸22连接第三转动盘17的位置，第四液压缸23连接第四转动盘25的位置。
28.进一步的，第一支撑杆4、第二支撑杆16、第三支撑杆18和第四支撑杆27的一端设置有球头38，球头38与第一上板连接盖板3、第二上板连接盖板19、第三上板连接盖板21和第四上板连接盖板26形成球面副连接，第一液压缸8的里侧安装有第一液压缸连接板9与第一液压缸支撑10，第二液压缸12的里侧安装有第二液压缸连接板28与第二液压缸支撑11，第三液压缸22的里侧安装有第三液压缸连接板29与第三液压缸支撑31，第四液压缸23的里侧安装有第四液压缸连接板30与第四液压缸支撑32，第一上板连接盖板3的上端安装有第一上板连接座2，第二上板连接盖板19的上端连接有第二上板连接座20，第三上板连接盖板21的上端连接有第三上板连接座39，第四上板连接盖板26的上端连接有第四上板连接座40，第一上板连接盖板3、第二上板连接盖板19、第三上板连接盖板21、第四上板连接盖板26的顶部定位有上板1。
29.进一步的，第一液压缸8驱动第一转动盘5在第一转动盘支撑6上进行活动，第二液压缸12驱动第二转动盘14在第二转动盘支撑13上进行活动，第三液压缸22驱动第三转动盘17在第三转动盘支撑15上进行活动，第四液压缸23驱动第四转动盘25在第四转动盘支撑24上进行活动，第一上板连接盖板3与第一支撑杆4之间通过球头38进行活动，第二支撑杆16与第二上板连接盖板19之间通过球头38进行活动，第三支撑杆18与第三上板连接盖板21之间通过球头38进行活动，第四支撑杆27与第四上板连接盖板26之间通过球头38进行活动，第一支撑杆4与第一上板连接座2之间通过球头38进行活动，第二支撑杆16与第二上板连接
座20之间通过球头38进行活动，第三支撑杆18与第三上板连接座39之间通过球头38进行活动，第四支撑杆27与第四上板连接座40之间通过球头38进行活动。
30.进一步的，第一液压缸8与第一液压缸连接板9固定连接，第二液压缸12与第二液压缸连接板28固定连接，第三液压缸22与第三液压缸连接板29固定连接，第四液压缸23与第四液压缸连接板30固定连接，第一液压缸连接板9与第一液压缸支撑10之间铰接，第二液压缸连接板28与第二液压缸支撑11之间铰接，第三液压缸连接板29与第三液压缸支撑31之间铰接，第四液压缸连接板30与第四液压缸支撑32之间铰接。
31.进一步的，第一液压缸8、第一转动盘支撑6、第一转动盘5、第一支撑杆4、第一上板连接盖板3组成第一压力自平衡机构，第二液压缸12、第二转动盘支撑13、第二转动盘14、第二支撑杆16、第二上板连接盖板19组成第二压力自平衡机构，第三液压缸22、第三转动盘支撑15、第三转动盘17、第三支撑杆18、第三上板连接盖板21组成第三压力自平衡机构，第四液压缸23、第四转动盘支撑24、第四转动盘25、第四支撑杆27、第四上板连接盖板26组成第四压力自平衡机构。
32.实施例二：
33.在实施例一的基础上，如图1-4所示，一种超声波焊接压力自平衡载物台，包括底板7，底板7上端四周的位置分别安装有第一转动盘支撑6、第二转动盘支撑13、第三转动盘支撑15与第四转动盘支撑24，底板7上端中部的位置分别安装第一液压缸8、第二液压缸12、第三液压缸22、与第四液压缸23，第一液压缸8上安装有第一支管33，第二液压缸12上安装有第二支管34，第三液压缸22上安装有第三支管35，第四液压缸23上安装有第四支管36，第一支管33、第二支管34、第三支管35、第四支管36上安装有主管37。
34.进一步的，第一液压缸8、第二液压缸12、第三液压缸22、第四液压缸23、第一支管33、第二支管34、第三支管35、第四支管36和主管37密闭连接，形成的密闭空间内存在流动性较好的液体。
35.工作原理：本实用新型包括上板1、第一上板连接座2、第一上板连接盖板3、第一支撑杆4、第一转动盘5、第一转动盘支撑6、底板7、第一液压缸8、第一液压缸连接板9、第一液压缸支撑10、第二液压缸支撑11、第二液压缸12、第二转动盘支撑13、第二转动盘14、第三转动盘支撑15、第二支撑杆16、第三转动盘17、第三支撑杆18、第二上板连接盖板19、第二上板连接座20、第三上板连接盖板21、第三液压缸22、第四液压缸23、第四转动盘支撑24、第四转动盘25、第四上板连接盖板26、第四支撑杆27、第二液压缸连接板28、第三液压缸连接板29、第四液压缸连接板30、第三液压缸支撑31、第四液压缸支撑32、第一支管33、第二支管34、第三支管35、第四支管36、主管37、球头38、第三上板连接座39与第四上板连接座40，在进行使用的时候，包括上板、压力自平衡机构、底板、支管和主管；上板的上表面承载待焊接的工件，下表面通过上板连接座与压力自平衡机构连接；压力自平衡机构包括液压缸、液压缸连接板、转动盘、支撑杆和上板连接盖板；底板上表面设置有转动盘支撑，底板通过转动盘支撑与压力自平衡机构连接；支管一端连接液压缸，另一端连接主管，支管、主管和液压缸组成密闭空间，密闭空间内填充一定容量的液体，第一液压缸8、第一转动盘支撑6、第一转动盘5、第一支撑杆4、第一上板连接盖板3组成第一压力自平衡机构，第二液压缸12、第二转动盘支撑13、第二转动盘14、第二支撑杆16、第二上板连接盖板19组成第二压力自平衡机构，第三液压缸22、第三转动盘支撑15、第三转动盘17、第三支撑杆18、第三上板连接盖板21组
成第三压力自平衡机构，第四液压缸23、第四转动盘支撑24、第四转动盘25、第四支撑杆27、第四上板连接盖板26组成第四压力自平衡机构，通过四组压力自平衡机构对上板1进行安装，自平衡机构能够根据焊头与待焊接工件表面的不平行程度，自适应地实时地调整上板的空间姿态，无需手动操作和干预，使焊头和工件表面平行，从而实现快速、高效率、高精度、高质量的超声波焊接，第一液压缸8上安装有第一支管33，第二液压缸12上安装有第二支管34，第三液压缸22上安装有第三支管35，第四液压缸23上安装有第四支管36，第一支管33、第二支管34、第三支管35、第四支管36上安装有主管37，液压缸、支管和主管所形成的密闭空间中灌注有一定容量的液体，当上板的空间姿态自适应变化时，该液体能够在密闭空间内流动，能够在载物台的四个支撑端均匀的传递压力，最终使焊头和待焊接工件表面的焊接压力均衡，实现高精度和高质量的焊接效果。
36.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二(一号、二号)等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。