[发明专利]一种基于压电作动的主被动一体化振动控制器

说明书

本发明公开了一种基于压电作动的主被动一体化振动控制器，包括连接件、隔振弹性材料、支撑杆、动力吸振组件及压电作动器；连接件端面用于连接外部被隔振物体，外部电主轴的轴向振动由动力吸振组件抑制后通过连接件传递给被隔振物体；动力吸振组件通过支撑杆轴向安装在连接件上，且动力吸振组件与连接件之间设置隔振弹性材料，支撑杆水平安装，限制动力吸振组件的周向转动；压电作动器固定在动力吸振组件上，且位于被隔振物体一侧的轴向方向，半主动抑制轴向振动。本发明能够有效抑制从振动源传递到被隔振物体的轴向振动。

技术领域

本发明涉及振动控制技术领域，具体涉及一种基于压电作动的主被动一体化振动控制器。

背景技术

机器人在制孔过程中由于其固有刚度不足，在特殊工况下会导致振动甚至颤振，影响制孔精度、质量和刀具寿命，而目前应用位置和刚度补偿技术，可以对选择性的负载变化造成的位姿误差进行预测与补偿，末端执行器上的压紧力也可以对轴向钻削力进行补偿。但是，对于制孔过程中由各种复杂激励所引起的末端执行器与机器人本体的耦合振动，补偿难度则大为提高。因此设计一种振动控制器隔离从电主轴传递到机器人末端执行器的振动至关重要。

传统的被动隔振器在一定范围内能够隔振的频率带较窄，不能对外界激励的变化做出实时响应。现有的镗杆减振结构，其主要工作原理为：在镗杆内部加入刚度可变的动力吸振器，通过改变动力吸振器刚度从而减小镗杆自身的振动，但其使用传统电机连接滚珠丝杠的方式改变动力吸振器刚度会造成响应速度慢，不能及时调节刚度的缺陷，而且其对于轴向的振动控制只有动力吸振组件的主动振动控制，并没有隔振等被动振动控制部分。制孔过程中主要以轴向与扭转振动为主，因此需要以控制轴向振动为主。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于压电作动的主被动一体化振动控制器，能够有效抑制从振动源传递到被隔振物体的轴向振动。

本发明采取的技术方案如下：

一种基于压电作动的主被动一体化振动控制器，包括连接件、隔振弹性材料、支撑杆、动力吸振组件及压电作动器；

所述连接件端面用于连接外部被隔振物体，外部电主轴的轴向振动由动力吸振组件抑制后通过连接件传递给被隔振物体；所述动力吸振组件通过支撑杆轴向安装在连接件上，且动力吸振组件与连接件之间设置隔振弹性材料，所述支撑杆水平安装，限制动力吸振组件的周向转动；压电作动器固定在动力吸振组件上，且位于被隔振物体一侧的轴向方向，半主动抑制轴向振动。

进一步地，所述半主动振动控制器进一步包括外壳、阻尼油及密封件；

所述动力吸振组件一侧固定在外壳内，另一侧穿过外壳上的通孔与压电作动器连接，所述外壳上的通孔通过密封件密封；所述外壳内填充阻尼油。

进一步地，所述动力吸振组件包括两块吸振弹性材料和质量块，一块吸振弹性材料设置在质量块一侧与外壳内壁之间，另一块设置在质量块另一侧与压电作动器之间。

进一步地，所述质量块沿外部电主轴轴线方向对称设有凹槽。

进一步地，所述吸振弹性材料与压电作动器之间固定连接推板。

进一步地，所述隔振弹性材料选用金属弹性材料，吸振弹性材料选用橡胶材料。

进一步地，所述隔振弹性材料和吸振弹性材料在初始状态均处于压缩状态。

进一步地，所述支撑杆采用两个，分布在压电作动器两侧，均为花键轴。

进一步地，所述压电作动器中的压电陶瓷采用压电叠堆。

有益效果：