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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114673758A(43)申请公布日2022.06.28(21)申请号202210280328.8(22)申请日2022.03.21(71)申请人江南大学地址214122江苏省无锡市滨湖区蠡湖大道1800号(72)发明人俞建峰王杨杰徐日泰刘锐王逸涵廖一秦天方成缘(74)专利代理机构哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司23211专利代理师彭素琴(51)Int.Cl.F16F15/04(2006.01)F16F15/067(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种基于正负刚度减振技术的钻孔装置(57)摘要本发明公开了一种基于正负刚度减振技术的钻孔装置,属于隔振装置设计技术领域。所述钻孔装置包括用于提供横向减振的正负刚度装置、提供纵向负刚度效应的隔振支座以及机械臂末端钻孔执行元件;所述用于提供横向减振的正负刚度装置包括“十”字状三维正负刚度蜂窝结构、变刚度弹簧装置、限位杆和法兰盘,所述“十”字状三维正负刚度蜂窝结构由两个二维单胞蜂窝结构交叉构成。本发明采用正负刚度相结合的“十”字状三维正负刚度蜂窝结构,减少钻孔时产生的横向振动,还采用隔振支座来减少纵向振动带来的影响,降低钻孔力对机械臂的振动,并提高钻孔的精度。此外,本发明通过改变负刚度蜂窝状单细胞结构的曲梁横截面、厚度,实现负刚度自适应调节。CN114673758ACN114673758A权利要求书1/2页1.一种基于正负刚度减振技术的钻孔装置,其特征在于,包括用于提供横向减振的正负刚度装置、提供纵向负刚度效应的隔振支座以及机械臂末端钻孔执行元件;所述用于提供横向减振的正负刚度装置包括“十”字状三维正负刚度蜂窝结构(4)、变刚度弹簧装置(6)、限位杆(10)和法兰盘(5),所述“十”字状三维正负刚度蜂窝结构(4)由多个二维单胞蜂窝结构交叉构成;所述用于提供纵向负刚度效应的隔振支座包括上支座(1)、下支座(26)和滑块(12),所述上支座(1)与下支座(26)通过滑块(12)活动连接,所述上支座(1)背离滑块(12)的一端连接有机械臂末端钻孔执行元件;所述法兰盘(5)和下支座(26)通过限位杆(10)连接;所述“十”字状三维正负刚度蜂窝结构(4)上梁与下支座(26)固定连接,“十”字状三维正负刚度蜂窝结构(4)下梁与法兰盘(5)连接;所述变刚度弹簧装置(6)的一端与下支座(26)固定连接,另一端与法兰盘(5)连接。2.根据权利要求1所述的基于正负刚度减振技术的钻孔装置,其特征在于,所述二维单胞蜂窝结构的数量为两个,“十”字状三维正负刚度蜂窝结构(4)由两个二维单胞蜂窝结构在中心轴处成九十度交叉构成;所述“十”字状三维正负刚度蜂窝结构(4)的数量为偶数个,偶数个“十”字状三维正负刚度蜂窝结构(4)均匀对称分布在变刚度弹簧装置(6)的四周。3.根据权利要求2所述的基于正负刚度减振技术的钻孔装置,其特征在于,所述“十”字状三维正负刚度蜂窝结构(4)包括第一曲梁(16)、第二曲梁(19)、中间梁(20)、刚性板(15)、第一弹簧(8)、第二弹簧(18)和传递杆(17);所述第二曲梁(19)的厚度D大于第一曲梁(16)的厚度d;所述刚性板(15)位于第一曲梁(16)和第二曲梁(19)的二分之一处;所述第一弹簧(8)设置在中间梁(20)二分之一处的正上方,末端连接传递杆(17);所述第二弹簧(18)设置在中间梁(20)二分之一处的正下方,末端也连接传递杆(17);两个传递杆(17)分别与“十”字状三维正负刚度蜂窝结构(4)的上梁和下梁固定连接。4.根据权利要求3所述的基于正负刚度减振技术的钻孔装置,其特征在于,所述第一曲梁(16)和第二曲梁(19)为贯通状六边形结构,六边形结构的中间结点处连接有弹性板(28)。5.根据权利要求1所述的基于正负刚度减振技术的钻孔装置,其特征在于,所述上支座(1)设有凸起的第一拱球面,所述下支座(26)设有凸起的第二拱球面,所述滑块(12)的两端分别设有第一曲面和第二曲面,所述第一曲面与第一拱球面相配合,所述第一曲面与第一拱球面的曲率半径相同,所述第一曲面与第一拱球面承压接触。6.根据权利要求5所述的基于正负刚度减振技术的钻孔装置,其特征在于,所述用于提供纵向负刚度效应的隔振支座还包括弹性限位块(2)、凸起曲面滑块(11)和插销孔(27);所述第二拱球面上设置有与第二拱球面相同曲率的多组凸起曲面滑块(11),所述凸起曲面滑块(11)的末端设置成插销状,在所述第二拱球面上设置多个插销孔(27),所述凸起曲面滑块(11)嵌入所述插销孔(27)内固定;所述第二曲面与多组凸起曲面滑块(11)组成的曲面曲率半径相同,所述第二曲面和多组凸起曲面滑块(11)组成的曲面相配合。7.根据权利