一种变刚度打磨装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于打磨加工技术领域，并公开了一种变刚度打磨装置，其包括基座、第一调节单元、第二调节单元和打磨单元，第一调节单元和第二调节单元设置在基座上，第一调节单元包括能够输出双向运动且刚度可调的第一执行器，其一端固连基座，另一端通过第一连杆与打磨单元铰接，第二调节单元包括能够输出双向运动且刚度可调的第二执行器，其一端固连基座，另一端通过第二连杆和第三连杆与打磨单元铰接；通过第一执行器和第二执行器的运动调整打磨单元的位置和方向，通过单独调节两执行器刚度调整打磨单元的旋转刚度，及同时调节两执行器刚度调整打磨单元的位置刚度。本发明专利技术可实现打磨工具位置、姿态和刚度的主动调节，具有结构简单，操作方便等优点。

A grinding device with variable stiffness

【技术实现步骤摘要】
一种变刚度打磨装置
本专利技术属于打磨加工
，更具体地，涉及一种变刚度打磨装置。
技术介绍
加工过程中，尤其是对于高强度复合材料的打磨加工，由于加工的不连续性和加工工具的刚度问题，使得加工过程中会产生一定的振动，影响加工精度和工件表面质量，甚至降低加工工装的寿命。因此，设计一种具有变刚度特性的打磨平台对于加工作业尤其是打磨加工作业具有重要意义。专利CN201810035847.1提出了一种可伸缩的打磨装置，其通过弹簧对打磨工具的位置和姿态进行微调，并具有一定的柔性。但是其结构复杂，且无法对打磨工具的位置、姿态和刚度进行主动控制。因此，有必要进行研究，以获得一种可对打磨工具的位置、姿态和刚度进行主动控制的打磨装置。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种变刚度打磨装置，其通过设置两组能够输出双向运动且刚度可调的执行器实现打磨工具位置、姿态和刚度的主动调节，具有结构简单，操作方便等优点。为实现上述目的，本专利技术提出了一种变刚度打磨装置，其包括基座、第一调节单元、第二调节单元和打磨单元，其中，所述第一调节单元和第二调节单元设置在基座上，该第一调节单元包括能够输出双向运动且刚度可调的第一执行器，该第一执行器的一端固连在所述基座上，另一端通过第一连杆与所述打磨单元铰接，该第二调节单元包括能够输出双向运动且刚度可调的第二执行器，该第二执行器的一端固连在所述基座上，另一端通过第二连杆和第三连杆与所述打磨单元铰接；以此通过所述第一执行器和第二执行器的运动调整打磨单元的位置和方向，并通过单独调节第一执行器或第二执行器的刚度以调整打磨单元的旋转刚度，以及同时调节第一执行器和第二执行器的刚度以调整打磨单元的位置刚度。作为进一步优选的，所述打磨单元包括工作平台及安装在工作平台上的打磨工具，该工作平台与第一连杆、第二连杆和第三连杆铰接。作为进一步优选的，所述工作平台上还设置有传感器。作为进一步优选的，所述第一执行器和第二执行器优选为气缸。作为进一步优选的，所述第一执行器上设置有第一运动平台，其通过该第一运动平台与所述第一连杆铰接。作为进一步优选的，所述第二执行器上设置有第二运动平台，其通过该第二运动平台与所述第二连杆和第三连杆铰接。作为进一步优选的，所述第二连杆和第三连杆平行设置或交叉设置。作为进一步优选的，所述基座上还设置有对第一执行器和第二执行器进行导向的导轨。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：1.本专利技术通过设置两组与打磨单元相连的能够输出双向运动且刚度可调的执行器，实现打磨工具位置、姿态和刚度的主动控制，具有结构简单，操作方便等优点。2.本专利技术通过设置传感器以测量得到工作平台的振动信号，以此可根据该振动信号求得最优刚度，以此来调节两个执行器的刚度，进而调节打磨工具的刚度，实现打磨装置刚度的最优匹配。3.本专利技术通过设置两个运动平台，基于运动平台实现执行器与连杆的铰接，保证连接的可靠性与运动的稳定性。4.本专利技术的工作平台与第二运动平台之间设置有第二连杆和第三连杆，以保证连接的可靠性与运动的稳定性，且两连杆平行设置或交叉设置以进一步保证调节的稳定性。5.本专利技术的基座上还设置有导轨，以实现执行器的可靠导向，防止执行器在运动过程中的晃动，保证调节的精度。附图说明图1是本专利技术实施例提供的变刚度打磨装置的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的变刚度打磨装置的主视图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-基座，2-第一导轨，3-第一执行器，4-铰链，5-第一运动平台，6-第一连杆，7-工作平台，8-打磨工具，9-传感器，10-第二连杆，11-第三连杆，12-第二运动平台，13-第二执行器，14-第二导轨。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，本专利技术实施例提供了一种变刚度打磨装置，其包括基座1、第一调节单元、第二调节单元和打磨单元，其中，第一调节单元和第二调节单元设置在基座1上，该第一调节单元包括能够输出双向运动且刚度可调的第一执行器3，该第一执行器3的一端固连在基座1上，另一端通过第一连杆6与打磨单元铰接(即第一连杆的两端分别与第一执行器和打磨单元铰接)，该第二调节单元与第一调节单元的结构相同，包括能够输出双向运动且刚度可调的第二执行器13，该第二执行器13的一端固连在基座1上，另一端通过第二连杆10和第三连杆11与打磨单元铰接(即第二连杆的两端分别与第二执行器和打磨单元铰接，第三连杆的两端分别与第二执行器和打磨单元铰接)，由于第一执行器3和第二执行器13均能输出双向运动且刚度可调，因此可通过第一执行器3和第二执行器13的双向运动(参照图1，双向运动为上下运动)调整打磨单元的位置和方向，并且可通过单独调节第一执行器3或第二执行器13的刚度以调整打磨单元的旋转刚度。具体的，通过单独增大第一执行器3或第二执行器13的刚度以增大打磨单元的旋转刚度，若只有一个执行器刚度增大时，当打磨单元受力时，其刚度大的那一侧缩回来的少，刚度小的那一侧缩回来的多，打磨单元将会绕刚度大的那一侧旋转，故通过单独调节第一执行器3或第二执行器13的刚度可以调整打磨单元的旋转刚度。也可通过同时调节第一执行器3和第二执行器13的刚度以调整打磨单元的位置刚度，具体的，通过同时增大第一执行器3和第二执行器13的刚度以增大打磨单元的位置刚度，若两个执行器的刚度都增大，当打磨单元受力时，其两侧都会略微回缩，且缩回来的距离差不多，位置变化小，即位置刚度变大，故同时调节第一执行器3和第二执行器13的刚度可以调整打磨单元的位置刚度。具体而言，打磨单元包括工作平台7及安装在工作平台7上的打磨工具8，该工作平台7与第一连杆6、第二连杆10和第三连杆11铰接，第一执行器3的运动可经第一连杆6及工作平台7传递给打磨工具8，使得打磨工具8的位置和方向实现调整，并可通过调整第一执行器3的刚度进而实现打磨工具8刚度的调整，例如通过增大第一执行器3的刚度以提高打磨工具的刚度。第二执行器13的运动经第二连杆10、第三连杆11及工作平台7传递给打磨工具8，使得打磨工具8的位置和方向实现调整，并可通过调整第二执行器13的刚度进而实现打磨工具8刚度的调整，例如通过增大第二执行器13的刚度以提高打磨工具的刚度。在一个优选实施例中，为了实现精确控制与调节，工作平台7上还设置有传感器9，传感器9测量得到工作平台7的振动信号，通过刚度匹配求得系统的最优刚度，基于该最优刚度改变第一执行器3和第二执行器13的刚度以调节打磨工具8的刚度，实现系统刚度的最优匹配。在一个优选实施例中，第一执行器3和第二执行器13优选为气缸，通过调整两气缸活塞杆的伸缩，可以调节打磨工具8的位置和方向，通过调整两气缸内气压的大小调节其刚度，进而调节打磨工具8的刚度。参见图2，气缸包括缸体、位于缸体内部的活塞及与活塞相连的活塞杆，活塞杆穿过缸体的底部与基座相连，缸体上开设有两个进气口，两个进气口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变刚度打磨装置，其特征在于，包括基座(1)、第一调节单元、第二调节单元和打磨单元，其中，所述第一调节单元和第二调节单元设置在基座(1)上，该第一调节单元包括能够输出双向运动且刚度可调的第一执行器(3)，该第一执行器(3)的一端固连在所述基座(1)上，另一端通过第一连杆(6)与所述打磨单元铰接，该第二调节单元包括能够输出双向运动且刚度可调的第二执行器(13)，该第二执行器(13)的一端固连在所述基座(1)上，另一端通过第二连杆(10)和第三连杆(11)与所述打磨单元铰接；以此通过所述第一执行器(3)和第二执行器(13)的运动调整打磨单元的位置和方向，并通过单独调节第一执行器(3)或第二执行器(13)的刚度以调整打磨单元的旋转刚度，以及同时调节第一执行器(3)和第二执行器(13)的刚度以调整打磨单元的位置刚度。

【技术特征摘要】
1.一种变刚度打磨装置，其特征在于，包括基座(1)、第一调节单元、第二调节单元和打磨单元，其中，所述第一调节单元和第二调节单元设置在基座(1)上，该第一调节单元包括能够输出双向运动且刚度可调的第一执行器(3)，该第一执行器(3)的一端固连在所述基座(1)上，另一端通过第一连杆(6)与所述打磨单元铰接，该第二调节单元包括能够输出双向运动且刚度可调的第二执行器(13)，该第二执行器(13)的一端固连在所述基座(1)上，另一端通过第二连杆(10)和第三连杆(11)与所述打磨单元铰接；以此通过所述第一执行器(3)和第二执行器(13)的运动调整打磨单元的位置和方向，并通过单独调节第一执行器(3)或第二执行器(13)的刚度以调整打磨单元的旋转刚度，以及同时调节第一执行器(3)和第二执行器(13)的刚度以调整打磨单元的位置刚度。2.如权利要求1所述的变刚度打磨装置，其特征在于，所述打磨单元包括工作平台(7)及安装在工作平台(7)上的打磨工具(8)，该工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兴炜，陶波，韩世博，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42