本實用新型涉及平面拋光技術領域，更具體的說，尤其涉及一種能夠實現(xiàn)下拋光盤無理數(shù)轉動的機構，主要應用于電子、通信、計算機、激光、航空航天等技術領域。

背景技術：

研磨加工已經成為高精密機械、航空航天、光電信息等領域不可或缺的一種精密加工方式，隨著產品的不斷升級，這些領域對工件表面加工精度和表面質量的要求也愈來愈高。

平面研磨加工須確保平面度、表面粗糙度、表層及亞表層位錯形態(tài)和殘余應力等，研磨加工已經成為后續(xù)拋光和特種加工獲取超光滑表面的必備工序，而拋光加工主要用于降低工件表面粗糙度，但是拋光時間過長會容易導致平面度降低、拋光表面形成波紋等缺陷，小于100um厚度的超薄晶片對時間要求更高，否則容易出現(xiàn)碎片現(xiàn)象。所以解決這些難題的重要手段是不斷提高研磨加工后晶片表面形狀精度，直至達到拋光前的技術要求。如何實現(xiàn)高效率、高精度控形的平面研磨加工是當前的主要技術瓶頸。

隨著晶體襯底尺寸的增大，研磨均勻性的控制變得越來越困難，研磨軌跡的均勻性已經成為研究的熱點。因此，平面研磨加工運動學方法的創(chuàng)新，對獲取高精度、超光滑的工件表面具有非常重要的理論意義和科學價值。

公開號為CN105773403A的中國實用新型專利公開了一種具有無理轉速比的研磨拋光機驅動裝置，通過驅動裝置帶動拋光盤無理數(shù)轉動，在加工精度上相比傳統(tǒng)的有理轉速的驅動裝置有著很大的提高。但是，該裝置的局限性較大，無法在普通的平面研磨裝置上實現(xiàn)研磨盤轉動的無理數(shù)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服傳統(tǒng)的研磨拋光機在加工工件時由于磨粒在工件上的研磨軌跡重復而導致表面粗糙度下降、拋光表面形成波紋以及橘皮等缺陷不足，提供了一種能夠實現(xiàn)下拋光盤無理數(shù)轉動的機構，在加工精度上相比傳統(tǒng)的有理轉速的驅動裝置有著很大的提高。

本實用新型通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的：一種能夠實現(xiàn)下拋光盤無理數(shù)轉動的機構，包括下拋光盤、安裝座和轉動軸，所述下拋光盤套裝在轉動軸的上端，所述下拋光盤安裝在安裝座內；還包括第一行星輪系、第二行星輪系、萬向軸節(jié)和驅動電機，所述驅動電機豎直固定在安裝座內；

所述第一行星輪系包括輸入直齒錐齒輪、直齒錐齒輪機架和行星架，所述直齒錐齒輪機架固定不動，輸入直齒錐齒輪與直齒錐齒輪機架相嚙合，輸入直齒錐齒輪通過萬向軸節(jié)連接驅動電機，驅動電機通過萬向軸節(jié)帶動輸入直齒錐齒輪轉動時帶動輸入直齒錐齒輪繞直齒錐齒輪機架轉動；所述行星架的一端與輸入直齒錐齒輪的中心軸固定連接；

所述第二行星輪系包括圓柱直齒行星齒輪、圓柱直齒齒輪機架和圓柱直齒輸出齒輪，所述圓柱直齒齒輪機架固定在支撐座上，圓柱直齒輸出齒輪設置在圓柱直齒齒輪機架內部，圓柱直齒行星齒輪同時與圓柱直齒齒輪機架的內齒輪和圓柱直齒輸出齒輪的外齒輪嚙合，圓柱直齒輸出齒輪與轉動軸的底部固定連接，圓柱直齒行星齒輪轉動時繞圓柱直齒齒輪機架的內圈轉動并帶動圓柱直齒輸出齒輪轉動；所述行星架的另一端與圓柱直齒行星齒輪的中心軸固定連接；

所述驅動電機、直齒錐齒輪機架、圓柱直齒齒輪機架、圓柱直齒輸出齒輪、轉動軸和下拋光盤的軸心線都在同一條直線上。

進一步的，所述行星架包括依次連接的第一連接桿、第二連接桿、第三連接桿和第四連接桿，所述第二連接桿豎直設置，第二連接桿的軸心線與直齒錐齒輪機架的軸心線在同一條直線上，所述第一連接桿的一端連接輸入直齒錐齒輪的中心軸，所述第四連接桿的一端連接圓柱直齒行星齒輪的中心軸。

進一步的，所述第一連接桿和第三連接桿均垂直于所述第二連接桿設置，所述第一連接桿和第三連接桿相互平行。

進一步的，所述第一連接桿、第二連接桿、第三連接桿和第四連接桿的軸心線在同一平面上。

進一步的，更換不同的行星架，使第一連接桿的長度不同，進而改變直齒錐齒輪機架的軸心線與驅動電機的軸心線的夾角，能夠實現(xiàn)下拋光盤轉動時不同倍數(shù)的無理數(shù)。

進一步的，更換輸入直齒錐齒輪、直齒錐齒輪機架、圓柱直齒行星齒輪、圓柱直齒齒輪機架和圓柱直齒輸出齒輪中任意一個齒輪的齒數(shù)，能夠實現(xiàn)下拋光盤轉動時不同倍數(shù)的無理數(shù)。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型結構簡單緊湊，生產成本低，可以從研磨加工運動學原理上解決了加工軌跡線循環(huán)閉合的科學問題，在加工精度上相比傳統(tǒng)的有理轉速的驅動裝置有很大的提高；同時可以實現(xiàn)下拋光盤轉動時不同倍數(shù)的無理數(shù)，極大提高了本裝置的適用范圍。

附圖說明

圖1是本實用新型一種能夠實現(xiàn)下拋光盤無理數(shù)轉動的機構的主視結構示意圖。

圖2是本實用新型驅動電機和第一行星輪系與第二行星輪系的連接示意圖。

圖3是本實用新型一種能夠實現(xiàn)下拋光盤無理數(shù)轉動的機構的軸測圖。

圖4是本實用新型第一行星輪系與第二行星輪系的結構簡圖。

圖5是本實用新型的角速度示意圖。

圖中，1-圓柱直齒行星齒輪、2-圓柱直齒齒輪機架、3-圓柱直齒輸出齒輪、4-行星架、5-直齒錐齒輪機架、6-輸入直齒錐齒輪、7-行星架、8-驅動電機、9-下拋光盤、10-轉動軸、11-安裝座、12-第一連接桿、13-第二連接桿、14-第三連接桿、15-和第四連接桿。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

如圖1～3所示，一種能夠實現(xiàn)下拋光盤無理數(shù)轉動的機構，包括下拋光盤9、安裝座11和轉動軸10，所述下拋光盤9套裝在轉動軸10的上端，所述下拋光盤9安裝在安裝座11內；還包括第一行星輪系、第二行星輪系、行星架7和驅動電機8，所述驅動電機8豎直固定在安裝座11內。

所述第一行星輪系包括輸入直齒錐齒輪6、直齒錐齒輪機架5和行星架4，所述直齒錐齒輪機架5固定不動，輸入直齒錐齒輪6與直齒錐齒輪機架5相嚙合，輸入直齒錐齒輪6通過行星架7連接驅動電機8，驅動電機8通過行星架7帶動輸入直齒錐齒輪6轉動時帶動輸入直齒錐齒輪6繞直齒錐齒輪機架5轉動；所述行星架4的一端與輸入直齒錐齒輪6的中心軸固定連接。

所述第二行星輪系包括圓柱直齒行星齒輪1、圓柱直齒齒輪機架2和圓柱直齒輸出齒輪3，所述圓柱直齒齒輪機架2固定在支撐座上，圓柱直齒輸出齒輪3設置在圓柱直齒齒輪機架2內部，圓柱直齒行星齒輪1同時與圓柱直齒齒輪機架2的內齒輪和圓柱直齒輸出齒輪3的外齒輪嚙合，圓柱直齒輸出齒輪3與轉動軸10的底部固定連接，圓柱直齒行星齒輪1轉動時繞圓柱直齒齒輪機架2的內圈轉動并帶動圓柱直齒輸出齒輪3轉動；所述行星架4的另一端與圓柱直齒行星齒輪1的中心軸固定連接。

所述驅動電機8、直齒錐齒輪機架5、圓柱直齒齒輪機架2、圓柱直齒輸出齒輪3、轉動軸10和下拋光盤9的軸心線都在同一條直線上。

所述行星架4包括依次連接的第一連接桿12、第二連接桿13、第三連接桿14和第四連接桿15，所述第二連接桿13豎直設置，第二連接桿13的軸心線與直齒錐齒輪機架5的軸心線在同一條直線上，所述第一連接桿12的一端連接輸入直齒錐齒輪6的中心軸，所述第四連接桿15的一端連接圓柱直齒行星齒輪1的中心軸。

所述第一連接桿12和第三連接桿14均垂直于所述第二連接桿13設置，所述第一連接桿12和第三連接桿14相互平行。

所述第一連接桿12、第二連接桿13、第三連接桿14和第四連接桿15的軸心線在同一平面上。

更換不同的行星架4，使第一連接桿12的長度不同，進而改變直齒錐齒輪機架5的軸心線與驅動電機8的軸心線的夾角，能夠實現(xiàn)下拋光盤9轉動時不同倍數(shù)的無理數(shù)。

更換輸入直齒錐齒輪6、直齒錐齒輪機架5、圓柱直齒行星齒輪1、圓柱直齒齒輪機架2和圓柱直齒輸出齒輪3中任意一個齒輪的齒數(shù)，能夠實現(xiàn)下拋光盤9轉動時不同倍數(shù)的無理數(shù)。

如圖4和圖5所示，將一種能夠實現(xiàn)下拋光盤無理數(shù)轉動的機構簡化成機械簡圖和角速度多邊形圖，可經過嚴謹計算得出：

式中，圓柱直齒輸出齒輪3、圓柱直齒齒輪機架2、圓柱直齒行星齒輪1、輸入直齒錐齒輪6和直齒錐齒輪機架5的齒數(shù)分別為：z₁＝30，z₂＝80，z₃＝20，z₄＝z₇＝30，輸入直齒錐齒輪6和直齒錐齒輪機架5的中心線所形成的軸角Σ＝60°，輸入轉速為n₇，輸出轉速為n₃。

將數(shù)據(jù)代入上式得到：該數(shù)值為無理數(shù)。

應該說明的是，可以通過改變軸角Σ來改變無理數(shù)轉速比，一個周期內只有有限個時間點時轉速比才為有理數(shù)，因此可以認為輸出的轉速為無理數(shù)。

上述實施例只是本實用新型的較佳實施例，并不是對本實用新型技術方案的限制，只要是不經過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現(xiàn)的技術方案，均應視為落入本實用新型專利的權利保護范圍內。