[发明专利]一种可切换振动模态的超声装置及方法

权利要求书

1.一种可切换振动模态的超声装置，其特征在于，包括空心轴(1)、超声电机(2)和限位外壳(3)；所述超声电机(2)包括超声电机外壳(2-1)和超声电机转子(2-2)；所述空心轴(1)的外壳(1-1)与超声电机转子(2-2)过盈配合，所述限位外壳(3)焊接在超声电机外壳(2-1)上，且限位外壳(3)套装在外壳(1 -1)外侧；所述限位外壳(3)与超声电机外壳(2-1)之间设置有条形弹簧螺纹滑块(4)和运动头(7)；所述条形弹簧螺纹滑块(4)和运动头(7)前后相对设置；所述外壳(1-1)内侧壁上安装有电磁铁(6)；当电磁铁(6)通电时，所述条形弹簧螺纹滑块(4)上的螺纹(4-1)可与外壳(1-1)上的外壳螺纹(1-2)螺纹连接，同时，条形弹簧螺纹滑块(4)可沿限位外壳(3)内侧壁轴向滑动，条形弹簧螺纹滑块(4)可推动运动头(7)沿外壳(1-1)外侧壁滑动，运动头(7)上设置有工具头(9)。

2.根据权利要求1所述的可切换振动模态的超声装置，其特征在于，所述空心轴(1)包括外壳(1-1)，外壳(1-1)的外侧壁上开设有外壳螺纹(1-2)，外壳(1-1)内侧壁上开设有夹层(1-3)，夹层(1-3)内设置有隔热环(5)；所述空心轴(1)的端部为实心结构，实心结构上开设有预留槽(1-4)，预留槽(1-4)内开设有凹槽(1-5)。

3.根据权利要求2所述的可切换振动模态的超声装置，其特征在于，所述运动头(7)内部设置有振动源(8)，振动源(8)上固定有饼状弹簧卡扣(11)；所述预留槽(1-4)内设置有饼状电磁铁(10)；当饼状电磁铁(10)通电时，在磁力的作用下，饼状弹簧卡扣(11)与饼状电磁铁(10)贴合，从而带动振动源(8)和运动头(7)旋转，工具头(9)旋转运动。

4.根据权利要求1所述的可切换振动模态的超声装置，其特征在于，所述运动头(7)包括永磁体(7-1)、工具头槽(7-3)和平面轴承(7-4)；所述运动头(7)为圆筒形，圆筒形的一端依次设置平面轴承(7-4)和永磁体(7-1)，圆筒形的底部设置有工具头槽(7-3)，工具头槽(7-3)内设置有工具头(9)。

5.根据权利要求3所述的可切换振动模态的超声装置，其特征在于，所述振动源(8)包括纵向振动线圈(8-1)、偏执磁铁(8-2)、扭转振动线圈(8-3)、传导填充物(8-4)和振动源外壳(8-5)；所述振动源外壳(8-5)内依次设置有纵向振动线圈(8-1)、偏执磁铁(8-2)、扭转振动线圈(8-3)和传导填充物(8-4)。

6.根据权利要求3所述的可切换振动模态的超声装置，其特征在于，所述振动源(8)中心穿过工具头槽(7-3)。

7.根据权利要求3所述的可切换振动模态的超声装置，其特征在于，所述饼状弹簧卡扣(11)包括饼状底座(11-1)、传动板(11-2)和卡扣弹簧(11-3)；所述饼状底座(11-1)上开设有凹槽，凹槽内设置有卡扣弹簧(11-3)的一端，卡扣弹簧(11-3)的另一端设置在传动板(11-2)上。

8.根据权利要求1所述的可切换振动模态的超声装置，其特征在于，所述条形弹簧螺纹滑块(4)包括螺纹(4-1)、弹簧(4-2)、滑块(4-3)和传动块(4-4)；所述传动块(4-4)上开设有螺纹(4-1)，传动块(4-4)与螺纹(4-1)垂直方向上开设有槽，槽内安装有弹簧(4-2)的一端，弹簧(4-2)的另一端安装有滑块(4-3)；所述滑块(4-3)为T型滑块。

9.根据权利要求8所述的可切换振动模态的超声装置，其特征在于，所述限位外壳(3)沿轴向方向上开设有T型滑道，T型滑道与所述滑块(4-3)滑动连接。

10.根据权利要求1至9任一项所述的可切换振动模态的超声装置的检测方法，其特征在于，包括如下模式：

直线运动形式：当电磁铁(6)通电时，电磁铁(6)产生的吸引力将传动块(4-4)吸引，使得传动块(4-4)上的螺纹(4-1)与空心轴(1)外侧的外壳螺纹(1-2)螺纹连接，滑块(4-3)在限位滑槽(3-1)中作直线运动，同时，在永磁体(7-1)的作用下，传动块(4-4)始终与平面轴承(7-4)接触，即工具头(9)与传动块(4-4)始终保持连接；传动块(4-4)推拉运动头(7)在限位外壳(3)内壁与空心轴(1)外壁之间做直线运动；改变超声电机(2)旋转方向可以改变运动头(7)的直线运动方向，即前进与后退；

旋转运动形式：饼状电磁铁(10)未通电时，饼状弹簧卡扣(11)的传动板(11-2)在卡扣弹簧(11-3)的拉力作用下远离空心轴(1)的凹槽(1-5)，饼状电磁铁(10)通电后产生的吸引力将传动板(11-2)吸引插入空心轴(1)底部的凹槽(1-5)内，使得运动头(7)随着空心轴(1)做旋转运动；改变超声电机(2)旋转方向可以改变运动头(7)的旋转运动方向，即顺势针旋转与逆时针旋转；

超声源振动形式：振动源(8)内的偏执磁铁(8-2)磁场方向沿工具头(9)的轴向，当仅有纵向振动线圈(8-1)通入交流电时，纵向振动线圈(8-1)产生的交变磁场方向与工具头(9)的轴向平行，与偏执磁铁(8-2)共同作用，使得工具头(9)产生纵向振动；当仅有扭转振动线圈(8-3)入交流电时，扭转振动线圈(8-3)产生的交变磁场方向为工具头(9)的周向，与偏执磁铁(8-2)共同作用，使得工具头(9)产生扭转振动；当纵向振动线圈(8-1)，扭转振动线圈(8-3)同时通入交流电时，使工具头(9)产生纵扭振动模态。