一种柔性喷管制造技术

一种柔性喷管，包括驱动装置、柔性关节和软管，柔性关节至少有两级，各级柔性关节依次串列在一起，每级柔性关节上至少连接有一根牵引绳，每级柔性关节上连接的牵引绳一端与驱动装置连接，另一端由始端柔性关节依次穿引至该级柔性关节；软管设置于串列在一起的柔性关节内，软管的末端伸出末端柔性关节，并设置有喷嘴。该柔性喷管中多根牵引绳分别固定在相应的柔性关节上，牵引绳作为连接及传递部件，可在驱动装置的控制下进行运动和力的传递，在保证传动精度和灵活性的同时，最大限度的降低传动链结构尺寸，解决了MQL技术中冷却介质定位不准的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于流体喷出的喷管，特别涉及一种柔性喷管，属于喷管

技术介绍
切削液在一定条件下对提高切削加工效率和刀具寿命、改善加工质量发挥巨大作用，但是切削液的大量使用不仅造成严重的环境污染、增加生产成本，而且损害工人健康。近年来，为提高难加工材料加工效率和质量、延长刀具寿命并减少切削液用量，最少量润滑技术(MQL)得到越来越广泛的应用。MQL技术将压缩气体与极微量润滑液混合汽化后，经喷嘴喷射至工件加工区，对刀具和工件之间的加工部位进行有效的润滑。但是，MQL技术的使用仍然存在其局限性：MQL冷却润滑作用范围较小，冷却介质必须精准地喷淋到刀具当前切削部位，否则无法达到预期冷却效果，有可能导致刀具、工件烧伤，造成严重的经济损失和时间浪费。冷却介质的准确主动定点施加是提高难加工材料切削效率亟待解决的关键问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种柔性喷管，以解决MQL技术中冷却介质定位不准的问题。本技术的柔性喷管，采用以下技术方案：该柔性喷管，包括驱动装置、柔性关节和软管，柔性关节至少有两级，各级柔性关节依次串列在一起，每级柔性关节上至少连接有一根牵引绳，每级柔性关节上连接的牵引绳一端与驱动装置连接，另一端由始端柔性关节依次穿引至该级柔性关节；软管设置于串列在一起的柔性关节内，软管的末端伸出末端柔性关节，并设置有喷嘴。所述每级柔性关节的牵引绳为2-6根。所述牵引绳采用钢丝绳。所述柔性关节为螺旋伸缩套管，螺旋伸缩套管的管壁上设置有穿绳孔，牵引绳通过穿绳孔穿引螺旋伸缩套管。所述驱动装置内设置多组气缸，一组气缸与一根牵引绳连接，在气缸中安装有位移传感器及压力传感器。通过对多组气缸位移的协调控制，可实现对软管末端喷嘴的空间位置及姿态控制。所述驱动装置内也可设置多组直线电机，一组直线电机与一根牵引绳连接。所述柔性关节上设置有位移倾角传感器。牵引绳在驱动装置的带动下，可控制其连接的柔性关节独立实现俯仰自由度的转动，有助于减小喷管总体尺寸，通过多级柔性关节的串列，以及对各级柔性关节的控制，可实现末端喷嘴的位置及姿态调节。本技术多根牵引绳分别固定在相应的柔性关节上，牵引绳作为连接及传递部件，可在驱动装置的控制下进行运动和力的传递，在保证传动精度和灵活性的同时，最大限度的降低传动链结构尺寸，解决了MQL技术中冷却介质定位不准的问题。附图说明图1是本技术柔性喷管的结构示意图。图2是本技术中柔性关节的结构示意图。图3是本技术中柔性关节的二维工作示意图。图中:1.柔性关节，2.牵引绳，3.软管，4.驱动装置，5.喷嘴，6.螺旋伸缩套管，7.穿绳孔，8.内部通道，9.管壁。具体实施方式实施例1如图1所示，本技术的柔性喷管，包括驱动装置4、柔性关节1和软管3，柔性关节1至少有两级(图1中仅给出两级)。各级柔性关节1串列在一起，驱动装置4设置在始端柔性关节的一侧。每级柔性关节上固定连接有若干根牵引绳2(以2-6根为宜)，每根牵引绳穿过其前面的各柔性关节与驱动装置4连接。通过各根牵引绳使所有柔性关节串列在一起，每根牵引绳仅与一级柔性关节连接，在其它柔性关节中仅是穿过。每级柔性关节1上都连接多根牵引绳2，这些牵引绳2分别固定在相应的柔性关节1上，牵引绳2作为连接及传递部件，可在驱动装置的控制下进行运动和力的传递，在保证传动精度和灵活性的同时，最大限度的降低传动链结构尺寸。每级柔性关节通过2-6根牵引绳控制运行，通过驱动装置控制各牵引绳使牵引绳连接的柔性关节独立实现俯仰自由度的转动。软管3设置于串列在一起的柔性关节1内，通过软管3输送流体(如切削液)，软管3的末端设置有喷嘴5，喷嘴5伸出末端柔性关节。牵引绳2可采用强度较高的钢丝绳，以保证强度，且弹性变形小，传动精度高，有利于实现柔性喷管的小型化。牵引绳2在驱动装置4的带动下，通过多根牵引绳2连接一级柔性关节1并对其进行控制，实现每级柔性关节1独立实现俯仰自由度的转动，参见图3，有助于减小喷管总体尺寸，通过多级柔性关节1的串联，可实现末端喷嘴5的位置及姿态调节。柔性关节1的结构如图2所示，为一螺旋伸缩套管6，螺旋伸缩套管6采用超弹性镍钛合金管作为基材，通过优化设计，使之同时具有较好的柔性及复位刚度。螺旋伸缩套管6的管壁9上设置有轴向贯穿整个螺旋伸缩套管6的穿绳孔7，螺旋伸缩套管6的内部通道8可为软管3提供足够的安置空间。牵引绳2通过穿绳孔7穿过螺旋伸缩套管6，驱动螺旋伸缩套管6弯曲。在本实施例中，驱动装置4内包含多组气缸，每组气缸对应一根牵引绳2。气缸采用伺服气缸，驱动牵引绳2运动。气缸可直接实现直线运动，无需额外减速装置，可提高系统功率重量比；同时气缸运动可直接利用数控机床气源，无需增加额外动力装置。在气缸中安装有位移传感器及压力传感器，通过多组气缸对每级柔性关节中各牵引绳的控制实现该级柔性关节的运动，通过对所有气缸位移的协调控制，可实现对末端喷嘴5的空间位置及姿态控制。可在每级柔性关节1上安装位移倾角传感器，位移倾角传感器5得到各级柔性关节1的位移及倾角信息，并将之反馈给驱动装置，驱动装置根据设定的喷嘴5的位移及倾角值与实际的位移及倾角值的误差大小，驱动整个柔性喷管进行运动，直至达到喷嘴5指向并保持在所要喷射的位置。实施例2本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中的驱动装置4为直线电机，即利用直线电机，驱动钢丝绳2运动，完成柔性喷管的位置及姿态调节。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性喷管，其特征是，包括驱动装置、柔性关节和软管，柔性关节至少有两级，各级柔性关节依次串列在一起，每级柔性关节上至少连接有一根牵引绳，每级柔性关节上连接的牵引绳一端与驱动装置连接，另一端由始端柔性关节依次穿引至该级柔性关节；软管设置于串列在一起的柔性关节内，软管的末端伸出末端柔性关节，并设置有喷嘴。

【技术特征摘要】
1.一种柔性喷管，其特征是，包括驱动装置、柔性关节和软管，柔性关节至少有两级，各级柔性关节依次串列在一起，每级柔性关节上至少连接有一根牵引绳，每级柔性关节上连接的牵引绳一端与驱动装置连接，另一端由始端柔性关节依次穿引至该级柔性关节；软管设置于串列在一起的柔性关节内，软管的末端伸出末端柔性关节，并设置有喷嘴。2.根据权利要求1所述的柔性喷管，其特征是，所述每级柔性关节上连接的牵引绳为2-6根。3.根据权利要求1所述的柔性喷管，其特征是，所述牵引绳采用钢丝绳。...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙杰，魏鑫，国凯，李卫东，孙超，熊青春，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：新型
国别省市：山东;37