一種壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置，包括：由彈性薄板(2)和壓電材料薄片(3)構(gòu)成的噴頭安裝面(21)、懸臂變形區(qū)(22)和安裝支撐區(qū)(23)，所述懸臂變形區(qū)(22)的懸臂表面粘貼有壓電材料薄片(3)，工作時將安裝支撐區(qū)(23)固定在所需位置，在壓電材料薄片(3)兩極之間施加電壓，懸臂變形區(qū)(22)發(fā)生彎曲變形，各懸臂的變形共同引起噴頭安裝面(21)的法線方向發(fā)生改變，而噴射頭(1)固定在噴頭安裝面上，其噴射方向與噴頭安裝面(21)法線方向相同，通過調(diào)整各懸臂的變形量實現(xiàn)對噴射方向的控制，形成噴射頭(1)方向變化，具有響應頻率高、結(jié)構(gòu)簡單、便于加工、便于數(shù)字化控制且控制精度高的特點。
【專利說明】一種壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種精密驅(qū)動裝置，尤其涉及一種壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]液體或粉體噴射在三維增材制造和電子產(chǎn)品粘接封裝設(shè)備中廣泛使用，以往液體噴射的平面位置主要通過二維移動平臺的運動實現(xiàn)，這種方式由于受到驅(qū)動機構(gòu)精度和機構(gòu)慣性因素的限制，其響應速度受到限制，一般步進電機能達到的最高響應頻率不超過1kHz，而單點式的壓電噴射裝置的工作頻率已經(jīng)可以達到60kHz，因此目前的二維運動平臺不能完全發(fā)揮壓電噴射裝置的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決以往噴射增材加工過程中平面位置控制中二維運動平臺響應頻率低不能完全發(fā)揮壓電式噴射裝置頻率特性的問題，提出一種壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置。該裝置利用多個壓電材料在電壓驅(qū)動下輸出復合運動，形成噴射頭方向變化，具有響應速度快、結(jié)構(gòu)簡單、便于加工、便于數(shù)字化控制且控制精度高的特點。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]本發(fā)明一種壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置，包括:噴頭安裝面，懸臂變形區(qū)與安裝支撐區(qū)構(gòu)成的一體式方向調(diào)整機構(gòu)。所述三個區(qū)域布置在一個多邊形或圓形彈性薄板上，以所述彈性板幾何中心為原點，在原點處布置噴頭安裝孔，安裝時噴頭中心與噴頭安裝孔中心重合，所述噴頭安裝孔周圍的薄板平面與噴頭安裝孔構(gòu)成噴頭安裝面；以噴頭安裝孔為中心在噴頭安裝面外側(cè)周向均勻布置材料去除區(qū)，在以噴頭安裝孔為中心噴頭安裝面外側(cè)的環(huán)形區(qū)域內(nèi)形成周向布置的多個懸臂變形區(qū)；懸臂變形區(qū)外側(cè)的彈性薄板材料形成安裝支撐區(qū)，可以根據(jù)實際安裝需要進行外形輪廓的調(diào)整。所述懸臂變形區(qū)的懸臂表面粘貼有壓電材料薄片，在壓電材料兩極之間施加電壓，懸臂發(fā)生彎曲變形，各懸臂的變形引起噴頭安裝面平面的法線方向發(fā)生改變，而噴頭固定在噴頭安裝面上，其噴射方向與噴頭安裝面平面法線方向相同，即通過調(diào)整各懸臂的變形量即可實現(xiàn)對噴射方向的控制。
[0006]在懸臂變形區(qū)每個懸臂與噴頭安裝面的連接位置布置有剛度調(diào)整孔，可以通過變化所述剛度調(diào)整空的尺寸，調(diào)整懸臂的變形對噴頭安裝面的驅(qū)動能力，同時在每個懸臂與安裝支撐區(qū)連接位置布置有支撐調(diào)整孔，所述支撐調(diào)整孔可以調(diào)整懸臂梁的支撐狀態(tài)，進而對懸臂梁的變形特性進行調(diào)整。
[0007]所述材料去除區(qū)可以是3個、4個或5，個以形成相等數(shù)量的懸臂，當尺寸較大時可以采用5個以上材料去除區(qū)形成多個懸臂梁的方案。所述壓電材料薄層可以布置在懸臂的一側(cè)也可以同時布置在懸臂的兩側(cè)。
[0008]所述的壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置配件少，配件加工精度容易控制，且形成產(chǎn)品后可靠性高，便于數(shù)字化控制；同時由于采用壓電材料驅(qū)動，該裝置的響應頻率高，可以滿足壓電噴射高頻位置調(diào)整的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本專利的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本專利中彈性基板的一種【具體實施方式】。
【具體實施方式】
[0011]參照圖1和圖2，本發(fā)明的壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置用于調(diào)整噴射頭I的噴射方向，由彈性薄板2和壓電材料薄片3所形成的噴頭安裝面21，懸臂變形區(qū)22和安裝支撐區(qū)23構(gòu)成。其中彈性基板2的幾何中心布置有圓形的噴頭安裝孔211，噴射頭I穿過安裝孔211由螺母4固定在壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置的中間，在噴頭安裝孔211的周圍由未去除材料的區(qū)域形成噴頭安裝面21，噴射頭I安裝后，噴射頭I的中軸線即噴射方向與噴頭安裝面21的法線方向平行；在噴頭安裝面21外側(cè)周向均勻布置材料去除區(qū)24后在以噴頭安裝孔211為中心的噴頭安裝面21外側(cè)的環(huán)形區(qū)域內(nèi)形成周向布置的多個懸臂變形區(qū)22 ;懸臂變形區(qū)22外側(cè)由彈性薄板2的邊緣區(qū)域形成安裝支撐區(qū)23，可以根據(jù)實際安裝需要對安裝支撐區(qū)23的外形輪廓進行調(diào)整。所述懸臂變形區(qū)22的懸臂表面粘貼有壓電材料薄片3。
[0012]工作時將安裝支撐區(qū)23固定在所需位置，在壓電材料薄片3兩極之間施加電壓，懸臂變形區(qū)22發(fā)生彎曲變形，各懸臂的變形共同引起噴頭安裝面21的法線方向發(fā)生改變，而噴射頭I固定在噴頭安裝面，其噴射方向與噴頭安裝面21法線方向相同，即通過調(diào)整各懸臂的變形量即可實現(xiàn)對噴射方向的控制。
[0013]在懸臂變形區(qū)22內(nèi)各懸臂與噴頭安裝面21的連接位置布置有剛度調(diào)整孔25，用于調(diào)整孔25的尺寸調(diào)整懸臂變形對噴頭安裝面21的驅(qū)動能力，同時在每個懸臂與安裝支撐區(qū)23連接位置也布置有剛度調(diào)整孔26，所述剛度調(diào)整孔26可以調(diào)整懸臂梁的支撐狀態(tài)，進而對懸臂梁的變形特性進行調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.一種壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置，包括:由彈性薄板(2)和壓電材料薄片(3)構(gòu)成的噴頭安裝面(21)、懸臂變形區(qū)(22)和安裝支撐區(qū)(23)，其中彈性基板(2)的幾何中心布置有安裝噴射頭(I)的圓形噴頭安裝孔(211)，在噴頭安裝孔(211)周圍由未去除材料的區(qū)域形成噴頭安裝面(21)，噴射頭(I)安裝后，噴射頭(I)的中軸線即噴射方向與噴頭安裝面(21)的法線方向平行；在噴頭安裝面(21)外側(cè)周向均勻布置材料去除區(qū)(24)后在以噴頭安裝孔(211)為中心的噴頭安裝面(21)外側(cè)的環(huán)形區(qū)域內(nèi)形成周向布置的由多個懸臂構(gòu)成的懸臂變形區(qū)(22);懸臂變形區(qū)(22)外側(cè)彈性薄板(2)的邊緣區(qū)域形成安裝支撐區(qū)(23)，可以根據(jù)實際安裝需要對安裝支撐區(qū)(23)的外形輪廓進行調(diào)整；所述懸臂變形區(qū)(22)的懸臂表面粘貼有壓電材料薄片(3);在懸臂變形區(qū)(22)內(nèi)每個懸臂與噴頭安裝面(21)的連接位置布置有剛度調(diào)整孔(25)，可以通過剛度調(diào)整孔(25)的尺寸調(diào)整懸臂變形對噴頭安裝面(21)的驅(qū)動能力，同時在每個懸臂與安裝支撐區(qū)(23)連接位置也布置有支撐調(diào)整孔(26)，所述支撐調(diào)整孔(26)可以調(diào)整懸臂梁的支撐狀態(tài)，進而對懸臂梁的變形特性進行調(diào)整； 工作時將安裝支撐區(qū)(23)固定在所需位置，在壓電材料薄片(3)兩極之間施加電壓，懸臂變形區(qū)(22)發(fā)生彎曲變形，各懸臂的變形共同引起噴頭安裝面(21)的法線方向發(fā)生改變，而噴射頭(I)固定在噴頭安裝面(21)，其噴射方向與噴頭安裝面(21)法線方向相同，通過調(diào)整各懸臂的變形量實現(xiàn)對噴射方向的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置，其特征在于:所述材料去除區(qū)(24)數(shù)量可以是3個、4個或5個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置，其特征在于:所述剛度調(diào)整孔(25)可以是每個懸臂布置I個，此時所述剛度調(diào)整孔(25)布置于懸臂中心，可以是每個懸臂布置2個，此時所述剛度調(diào)整孔(25)沿懸臂梁中心對稱布置于懸臂梁兩側(cè)，也可以是每個懸臂布置多個，此時所述剛度調(diào)整孔(25)沿懸臂梁中心對稱布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置，其特征在于:所述支撐調(diào)整孔(26)可以是每個懸臂布置I個，此時所述支撐調(diào)整孔(26)布置于懸臂中心，可以是每個懸臂布置2個，此時所述支撐調(diào)整孔(26)沿懸臂梁中心對稱布置于懸臂梁兩側(cè)，也可以是每個懸臂布置多個，此時所述支撐調(diào)整孔(26)沿懸臂梁中心對稱布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電驅(qū)動式噴射方向柔性調(diào)整裝置，其特征在于:所述壓電材料薄片(3)可以粘貼在彈性薄板(2)的一側(cè)，也可以同時粘貼在彈性薄板(2)的兩側(cè)對稱布置，對稱布置時兩側(cè)壓電材料薄片(3)的伸縮變形方向相反。
【文檔編號】B05B15/08GK103934144SQ201410175128
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月28日
【發(fā)明者】吳越, 任露泉, 劉慶平, 王京春 申請人:吉林大學