一种利用电流变效应抛光人工晶状体的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用电流变效应抛光人工晶状体的装置，包括旋转工具，旋转工具包括支撑板、电机、导电滑环、外套筒、工具轴、连接法兰、环形电极以及工具针，电机、导电滑环的外圈以及外套筒均安装在支撑板上，电机通过传动组件驱动工具轴旋转，工具轴的一端与导电滑环的内圈紧密配合，工具轴的另一端伸入外套筒内，连接法兰安装在外套筒上，所述环形电极与所述连接法兰相连接，工具针的一端与工具轴相连接，工具针的另一端伸出环形电极。本发明专利技术还公开了一种利用电流变效应抛光人工晶状体的方法。本发明专利技术具有良好的绝缘效果，作阴极的工具针、阳极的环形电极均可拆卸、调整，满足不同抛光要求，使得高质量的非球面人工晶状体确定性抛光成为可能。

A device and method of polishing intraocular lens by electrorheological effect

【技术实现步骤摘要】
一种利用电流变效应抛光人工晶状体的装置及方法
本专利技术涉及超精密抛光
，尤其涉及一种利用电流变效应抛光人工晶状体的装置及方法。
技术介绍
人工晶状体(Intraocularlens，IOL)是一种植入眼内的人工透镜，可取代天然晶状体。它是由一个圆形光学部和支撑袢组成，材质多为丙烯酸酯，光学部的直径一般在5.5-6mm左右。白内障手术经历了针拔术、白内障囊内摘除术、白内障囊外摘除术、小切口白内障囊外摘除术，发展到今天广泛应用的白内障超声乳化及人工晶状体植入术，离不开人工晶状体的研发和应用。目前大多数人工晶状体的材质是丙烯酸酯，其刚度低，产品的合格率仅为30％或更低，已成为国际公认的人工晶体加工技术的难题。人工晶状体的制造方法主要包括模压注塑和车削，但是其表面粗糙度以及光学性能主要依靠对其光学面进行抛光获得。但是，由于人工晶状体材质很软，现有的抛光方法(例如指法抛光和机械式接触抛光)存在由于抛光条件不佳造成的刀纹、过抛等现象，严重影响人工晶状体的光学性能和生产效率。电流变抛光是一项精密加工技术，是基于电流变效应而产生的一种新抛光方法。电流变液由高介电常数的固体微粒(分散相)、绝缘性能良好的液体(连续相)和抛光磨粒组成，其在高压电场作用下的粘度随着电场强度的增加而增加，并呈现明显的抗剪切屈服能力。这种在电场作用下，电流变液发生的快速、可逆变化的现象通常称为电流变效应。目前现有的电流变抛光设备存在着多用于定点抛光、绝缘措施不完善等问题。因此，结合人工晶状体难抛光的问题，急需提供一种利用电流变效应抛光人工晶状体的装置及方法。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种抛光效率高、安全性能好的利用电流变效应抛光人工晶状体的装置及方法。为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：一种利用电流变效应抛光人工晶状体的装置，包括旋转工具，所述旋转工具包括支撑板、电机、导电滑环、外套筒、工具轴、连接法兰、环形电极以及工具针，所述电机、导电滑环的外圈以及外套筒均安装在所述支撑板上，所述电机通过传动组件驱动所述工具轴旋转，所述工具轴的一端与所述导电滑环的内圈紧密配合，所述工具轴的另一端伸入所述外套筒内，所述连接法兰安装在所述外套筒上，所述环形电极与所述连接法兰相连接，所述工具针的一端与所述工具轴相连接，所述工具针的另一端伸出所述环形电极。作为本专利技术的进一步改进，所述环形电极连接高压直流电源的正极，所述导电滑环连接高压直流电源的负极。作为本专利技术的进一步改进，所述传动组件包括第一同步带轮、第二同步带轮以及连接所述第一同步带轮与第二同步带轮的同步带，所述第一同步带轮安装在所述电机的输出轴上，所述第二同步带轮安装在所述工具轴上。作为本专利技术的进一步改进，所述外套筒内安装有挡环，所述工具轴上设置有第一台阶，所述工具轴上安装有深沟球轴承，所述深沟球轴承的两轴端分别与所述挡环、第一台阶相抵接。作为本专利技术的进一步改进，所述工具轴上设置有第二台阶，所述工具轴上安装有一对角接触轴承，所述工具轴的另一端螺纹连接有锁紧螺母。作为本专利技术的进一步改进，所述环形电极沿轴向设有中心通孔，所述中心通孔的孔壁与所述工具针的外壁之间的间隙为1-2mm。作为本专利技术的进一步改进，所述工具针的一端穿过所述中心通孔且与所述工具轴螺纹连接。作为本专利技术的进一步改进，所述环形电极的外壁与所述连接法兰的内壁螺纹连接。作为本专利技术的进一步改进，还设置有液氮冷却系统，所述液氮冷却系统用于对所述人工晶状体进行冷却。一种利用电流变效应抛光人工晶状体的方法，使用所述的装置，包括以下步骤：(1)将人工晶状体定位在加工槽内，在加工槽内倒入预先配置好的电流变液体，调节旋转工具使得工具针的另一端与人工晶状体之间具有间隙，且工具针的另一端浸入在电流变液体中；(2)利用液氮冷却系统对人工晶状体进行液氮喷射；(3)开启高压直流电源，并调节电压至1500-3000V；(4)启动电机，调节工具针的转速为1500-3000r/min，同时使得旋转工具沿Y轴方向往复移动；(5)抛光结束，关闭高压直流电源和电机，工具针停止运动，取出人工晶状体。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术基于电流变效应的装置可以按照设定的运动方式，结合多自由度的数控机床，实现对人工晶状体表面材料的微量去除，达到抛光效果。(2)用于作阴极的工具针、阳极的环形电极均可拆卸、可调整，通过调整阴极与阳极之间的间隙、工具针的直径、环形电极的厚度以及工具针的另一端伸出环形电极的长度，满足不同的抛光要求，适用范围广，提高抛光效率，降低生产成本。(3)装置采用分离式结构，使用同步带传输动力，隔绝了输入与输出，高压电不会传输到电机和数控机床上，整个装置具有良好的绝缘效果。(4)通过导电滑环的设置能够解决由于旋转产生的线缠绕问题。(5)本专利技术装置结构紧凑，电场施加方式方便，既可以实现对导体类工件的抛光，也可以实现对非导体类工件的抛光。(6)本专利技术提出了利用电流变效应对人工晶状体抛光的新方法，拟实现非球面人工晶状体的超精密抛光，使得高质量的非球面人工晶状体确定性抛光成为可能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的优选实施例的结构示意图；图2为图1中A的放大示意图；图3为本专利技术的优选实施例的旋转工具的结构示意图；图4为本专利技术的优选实施例的旋转工具的剖视图；图5为本专利技术的优选实施例抛光时形成的柔性抛光头的图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。如图1-图4所示，一种利用电流变效应抛光人工晶状体10的装置，包括旋转工具12，旋转工具12包括支撑板14、电机16、导电滑环18、外套筒20、工具轴22、连接法兰24、环形电极26以及工具针28，电机16、导电滑环18的外圈以及外套筒20均安装在支撑板14上，电机16通过传动组件驱动工具轴22旋转，工具轴22的一端与导电滑环18的内圈紧密配合，导电滑环18的内圈能够与工具轴22一起旋转，且能够将导电滑环18上的电传输到工具轴22上，工具轴22的另一端伸入外套筒20内，连接法兰24安装在外套筒20上，环形电极26与连接法兰24相连接，工具针28的一端与工具轴22相连接，工具针28的另一端伸出环形电极26。...

【技术保护点】
1.一种利用电流变效应抛光人工晶状体的装置，其特征在于，包括旋转工具，所述旋转工具包括支撑板、电机、导电滑环、外套筒、工具轴、连接法兰、环形电极以及工具针，所述电机、导电滑环的外圈以及外套筒均安装在所述支撑板上，所述电机通过传动组件驱动所述工具轴旋转，所述工具轴的一端与所述导电滑环的内圈紧密配合，所述工具轴的另一端伸入所述外套筒内，所述连接法兰安装在所述外套筒上，所述环形电极与所述连接法兰相连接，所述工具针的一端与所述工具轴相连接，所述工具针的另一端伸出所述环形电极。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用电流变效应抛光人工晶状体的装置，其特征在于，包括旋转工具，所述旋转工具包括支撑板、电机、导电滑环、外套筒、工具轴、连接法兰、环形电极以及工具针，所述电机、导电滑环的外圈以及外套筒均安装在所述支撑板上，所述电机通过传动组件驱动所述工具轴旋转，所述工具轴的一端与所述导电滑环的内圈紧密配合，所述工具轴的另一端伸入所述外套筒内，所述连接法兰安装在所述外套筒上，所述环形电极与所述连接法兰相连接，所述工具针的一端与所述工具轴相连接，所述工具针的另一端伸出所述环形电极。


2.根据权利要求1所述的一种利用电流变效应抛光人工晶状体的装置，其特征在于，所述环形电极连接高压直流电源的正极，所述导电滑环连接高压直流电源的负极。


3.根据权利要求1所述的一种利用电流变效应抛光人工晶状体的装置，其特征在于，所述传动组件包括第一同步带轮、第二同步带轮以及连接所述第一同步带轮与第二同步带轮的同步带，所述第一同步带轮安装在所述电机的输出轴上，所述第二同步带轮安装在所述工具轴上。


4.根据权利要求1所述的一种利用电流变效应抛光人工晶状体的装置，其特征在于，所述外套筒内安装有挡环，所述工具轴上设置有第一台阶，所述工具轴上安装有深沟球轴承，所述深沟球轴承的两轴端分别与所述挡环、第一台阶相抵接。


5.根据权利要求4所述的一种利用电流变效应抛光人工晶状体的装置，其特征在于，所述工具轴上设置有第二台阶，所述工具轴上安装有一对角接触轴承，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊成，薛宇程，张雷，王倩，王可军，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32