一种具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台

摘要

本发明提供了一种具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台，包括骨骼振动钻削平台和参数测量系统两部分。骨骼振动钻削平台包括用于固定骨样本并提供可控振动的振动平台，以及用于控制钻头高度与进给速度的钻削平台。参数测量系统包括用于测量振动平台振幅和频率的激光微距传感器，用于测量进给力的压力传感器，以及用于测量骨样本钻孔处温度的小型热电偶测温单元。本发明能够实现骨骼振动钻削，并能对钻削过程中的切削热、进给力、振动频率和振幅四个参数进行实时在线测量，为骨骼钻削中切削热控制手段的研究提供硬件平台。本发明所采用的方法和设备简单，成本低，且有很强的鲁棒性。

主权项

一种具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台，其特征在于：骨骼振动钻削平台包括用于固定骨样本并提供可控振动的振动平台，以及用于控制钻头高度与进给速度的钻削平台；参数测量系统包括用于测量振动平台振幅和频率的激光微距传感器，用于测量进给力的压力传感器，以及用于测量骨样本钻孔处温度的小型热电偶测温单元；所述的一种具有参数测量功能的骨骼振动钻削平台包括底座（1）、支架（2）、进给平台（3）、压力传感器（4）、连杆（5）、连接板（6）、柔性传动轴（7）、手持式电钻（8）、钻头（9）、小型热电偶测温单元（10）、样本夹具（11）、振动平台（12）、激光微距传感器（13）、传感器支撑架（14）、数据采集盒（15）；底座（1）固定在水平桌面上，两根支架（2）垂直固定在底座（1）的上表面，进给平台（3）两端与支架（2）连接，并且能够沿垂直于底座（1）的方向匀速运动；进给平台（3）和支架（2）构成龙门型结构；进给平台（3）下面安装压力传感器（4），用于对钻削过程进给力的实时测量；传感器下面固定有连杆（5），且连杆（5）与连接板（6）固定，连接板（6）上同时还固定有柔性传动轴（7），所述柔性传动轴（7）的末端安装钻头（9），另一端与手持式电钻（8）的主轴相连；当手持式电钻（8）开动后，通过柔性传动轴（7）可带动钻头（9）旋转，而且通过连杆（5）和连接板（6），进给平台（3）能够带动钻头（9）进行上升或下降，同时钻削时的反作用力也通过连杆（5）和连接板（6）传递到压力传感器（4）上；振动平台（12）放置在底座（1）的上表面，样本夹具（11）安装在振动平台（12）上部的振动板上；钻削时骨骼样本安装在样本夹具（11）上，小型热电偶测温单元（10）预埋在骨骼样本钻孔处附近；传感器支撑架（14）放置在底座（1）上表面，激光微距传感器（13）安装在传感器支撑架（14）上，且调整到合适的位置，其测量点对准振动平台（12）上部的振动板，因此能够测量振动的频率和振幅；压力传感器（4）、小型热电偶测温单元（10）和激光微距传感器（13）的都连接到数据采集盒（15），所述数据采集盒（15）再通过串口与计算机连接，因此测量的力、温度、频率、振幅数据都能够实时传输到计算机进行存储和处理。