[实用新型]一种工具头作用空间为二次曲面的多维超声工具系统

权利要求书

1.一种工具头作用空间为二次曲面的多维超声工具系统，其特征在于：包括超声工具头、Z向移动装置、X向移动装置、底座、Y向移动装置、夹具，所述X向移动装置横向固定安装在底座后方的两凸台上，所述X向移动装置的电机位于X向移动装置主体的左侧，所述Y向移动装置纵向固定安装在底座上，所述Y向移动装置的电机位于X向移动装置下方两凸台间的空隙中，所述夹具固定安装在Y向移动装置的溜板上，所述Z向移动装置竖向固定安装在X向移动装置的溜板上，所述超声工具头固定安装在Z向移动装置的溜板上，且超声工具头位于夹具的上方。

2.根据权利要求1所述的一种工具头作用空间为二次曲面的多维超声工具系统，其特征在于：所述超声工具头的结构是，包括工具头支架、周向转动伺服电机、竖向超声振子、X向超声振子、柔性铰链组件、Y向超声振子、超声振子支座、轴承盖、径向移动伺服电机、径移小齿轮、内转盘组件、径移大齿轮、上球铰组件、内齿圈、直线导轨、滚珠丝杠和周转齿轮，其中内转盘组件固定安装在工具头支架的水平安装板上，轴承盖通过螺栓固定安装在工具头支架上，且将内转盘组件固定在工具头支架的水平安装板上，周向转动伺服电机固定安装在内转盘组件的内转盘的上侧，周向转动伺服电机的输出轴穿过内转盘上部孔，周转齿轮固定安装在周向转动伺服电机的输出轴上，周转齿轮位于内转盘的下侧，内齿圈固定安装在工具头支架的水平安装板下侧的内齿圈安装槽内，所述内齿圈与周转齿轮相啮合，径向移动伺服电机水平固定安装在内转盘的上侧，所述径移小齿轮固定安装在径向移动伺服电机的输出轴上，所述滚珠丝杠通过其两端的轴承座固定安装在内转盘的下侧的安装槽内，径移大齿轮连接在滚珠丝杠的靠近内转盘中心的一端，所述径移大齿轮与径移小齿轮相啮合，两条直线导轨分别固定安装在滚珠丝杠的两侧，且与滚珠丝杠平行，所述直线导轨上滑动连接有滑块，滑块上固定连接有溜板，所述溜板与滚珠丝杠上的滚柱螺母固定连接，上球铰组件的球铰座固定安装在溜板上，竖向超声振子的一端通过螺栓固定连接在上球铰组件的球头装置的下端的连接板上，另一端通过螺纹连接连接在刀具的上端，工具头支架的水平安装板的下端面的前侧和左侧分别连接有一个超声振子支座，Y向超声振子通过螺栓固定安装在前侧的超声振子支座下端的安装孔上，X向超声振子通过螺栓固定安装在左侧的超声振子支座下端的安装孔上，X向超声振子和Y向超声振子的里端通过螺纹固定连接在柔性铰链组件的柔性铰链的两个连接孔内，X向超声振子和Y向超声振子的轴线相交于上球铰组件的球头装置的球心。

3.根据权利要求2所述的一种工具头作用空间为二次曲面的多维超声工具系统，其特征在于：所述柔性铰链组件包括柔性铰链、刀具、中通球、球铰上盖和螺钉，其中球铰上盖通过螺钉与柔性铰链固定连接，所述中通球安装在柔性铰链与球铰上盖所形成的球形空间内，所述刀具滑动连接在中通球的通孔内，且刀具的刀具头位于柔性铰链的下方。

4.根据权利要求3所述的一种工具头作用空间为二次曲面的多维超声工具系统，其特征在于：所述球铰上盖和柔性铰链相配的水平方向的配合面通过中通球的球心，且中通球的半径与球铰上盖和柔性铰链所形成的球形空间的半径相等，所述中通球的内通孔面以及刀具的与中通球相配合部分的刀杆的外表面均镀有耐磨材料层。

5.根据权利要求2所述的一种工具头作用空间为二次曲面的多维超声工具系统，其特征在于：所述上球铰组件包括球铰座、上球铰盖和球头装置，其中球铰座与上球铰盖通过螺栓固定连接，所述球头装置安装在球铰座与上球铰盖形成的球形空间内，三者组成球铰，所述球铰座与上球铰盖相配合的表面通过球头装置的球心，且配合面内的内圆轮廓的半径与球头装置的球半径相等。

6.根据权利要求2所述的一种工具头作用空间为二次曲面的多维超声工具系统，其特征在于：所述内转盘组件包括内转盘、上推力球轴承、深沟球轴承和下推力球轴承，其中上推力球轴承固定安装在内转盘外圈凸台的上侧，所述下推力球轴承固定安装在内转盘外圈凸台的下侧，所述深沟球轴承固定安装在内转盘外圈凸台的外轮廓面上，所述深沟球轴承和下推力球轴承通过工具头支架上的定位轴间孔的肩部定位，所述上推力球轴承通过轴承盖内圈的凸台定位。

7.根据权利要求2所述的一种工具头作用空间为二次曲面的多维超声工具系统，其特征在于：所述滚珠丝杠的轴线与内转盘的轴心线垂直，即当球头装置随滚珠螺母运动到滚珠丝杠里端的极限位置时，球头装置的球心处于内转盘的轴心线上，球头装置球心沿内转盘径向的运动范围为R，即球头装置的球心的运动范围是半径为R的圆面。