CN108941641A - 一种动平衡刀柄装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机床加工技术领域，尤其是涉及一种动平衡刀柄装置，包括柄本体和动平衡环；所述动平衡环安装于所述柄本体上，其中，所述柄本体包括主轴安装部和平衡环安装部，所述主轴安装部和所述平衡环安装部相连接，所述主轴安装部呈圆台状，所述平衡环安装部呈圆柱状；所述动平衡环包括环体，所述环体具有相对的内侧面和外侧面，所述内侧面用于围成所述环体的中部的安装孔；所述外侧面设置有多个配重孔，且多个所述配重孔沿所述外侧面的长度方向布设。本发明有利于维持转动过程中的平衡状态，减少机械故障的发生，保证加工精度，延长加工系统的使用寿命。

Description

一种动平衡刀柄装置

技术领域

本发明涉及机床加工技术领域，尤其是涉及一种动平衡刀柄装置。

背景技术

TWM372763U公开了一种超声波振动式刀具模组，第一线圈固定於固定本体。声波产生器电连接至第一线圈。旋转本体可转动地安装至固定本体。第二线圈固定於旋转本体。两第一接点固定於旋转本体上并电连接至第二线圈。刀把本体可拆卸地装设於旋转本体上。两第二接点固定於刀把本体上，并分别电连接至两第一接点。稳压电路板设於刀把本体上，并具有两输入端电连接至两第二接点，用以稳定第二线圈於旋转时产生的输入电压并於两个输出端输出输出电压。第一压电片及第二压电片分别电连接至两个输出端以共同产生振动。扩幅杆固定於刀把本体，用以对振动予以扩幅，上述超声波振动式刀具模组加工精度有待提高，能加工的材料以及加工效率有限。KR20150101628A公开了一张自由仿形切割高硬度材料的装置，用于切割硬质材料，利用超声波，包括：切削刀具，其具有超声波发生器切割硬质材料与金刚石研磨，利用超声波从超声波发生器以及主要制作自不锈钢；一磨料喷射器施加磨料，包括细金刚石的粒子硬质材料切割硬质材料；以及切削刀具驾驶装置，用于施加力切削刀具在垂直方向切割硬质材料。该装置切割一种硬质材料，利用超声波可应用，用于处理硬质材料例如蓝宝石以及增强玻璃施加到智能电话等，然而上述自由仿形切割高硬度材料的装置加工效率不高，无法实现保证加工精度的情况下快速加工。

刀柄用于将刀盘(或磨头)与机床主轴相连接，在机床主轴带动刀柄、刀盘(或磨头)转动时，易出现转动不平衡的现象，从而影响加工精度，同时也影响加工系统的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动平衡刀柄装置，以解决现有技术中存在的在机床主轴带动刀柄、刀盘(或磨头)转动时，易出现转动不平衡的现象的技术问题。

本发明提供了一种动平衡刀柄装置，包括柄本体和动平衡环；所述动平衡环安装于所述柄本体上，其中，

所述柄本体包括主轴安装部和平衡环安装部，所述主轴安装部和所述平衡环安装部相连接，所述主轴安装部呈圆台状，所述平衡环安装部呈圆柱状；

所述动平衡环包括环体，所述环体具有相对的内侧面和外侧面，所述内侧面用于围成所述环体的中部的安装孔；所述外侧面设置有多个配重孔，且多个所述配重孔沿所述外侧面的长度方向布设。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述动平衡环还包括调节装置，所述调节装置用于安装在所述配重孔中。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述配重孔具有内螺纹。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述调节装置为柱状结构；所述柱状结构具有外螺纹，用于与所述配重孔的内螺纹相配合。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述主轴安装部与所述平衡环安装部为一体结构，且所述主轴安装部与所述平衡环安装部的连接处具有第一直角避让环槽。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述主轴安装部开设有主轴装配腔，且所述主轴装配腔沿所述主轴安装部的长度方向延伸。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述动平衡环通过超声波振系统安装于所述柄本体上，其中，所述平衡环安装部开设有安装腔，用于安装超声波换能器；所述安装腔沿所述平衡环安装部的长度方向延伸。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述安装腔包括由所述平衡环安装部向所述主轴安装部的方向依次连通的压盖装配腔、变幅杆装配腔以及压电振子装配腔，所述压盖装配腔、所述变幅杆装配腔以及所述压电振子装配腔形成阶梯状。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述平衡环安装部的外壁上开设有与所述压电振子装配腔连通的过线孔。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述变幅杆装配腔对应的内壁上开设有第二直角避让环槽，所述第二直角避让环槽位于所述变幅杆装配腔的靠近所述压电振子装配腔的一端。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的动平衡刀柄装置，包括柄本体和动平衡环；所述动平衡环安装于所述柄本体上，其中，所述柄本体包括主轴安装部和平衡环安装部，所述主轴安装部和所述平衡环安装部相连接，所述主轴安装部呈圆台状，所述平衡环安装部呈圆柱状；所述动平衡环包括环体，所述环体具有相对的内侧面和外侧面，所述内侧面用于围成所述环体的中部的安装孔；所述外侧面设置有多个配重孔，且多个所述配重孔沿所述外侧面的长度方向布设。通过在动平衡环的配重孔中安装物体，以调节刀柄、刀盘和动平衡环形成的整体的重心的空间位置，以使其保持在刀柄的旋转轴线上，从而有利于维持转动过程中的平衡状态，减少机械故障的发生，保证加工精度，延长加工系统的使用寿命。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例一中环体的结构示意图；

图2为本发明实施例一中环体的主视图；

图3为本发明实施例一中环体的右视图；

图4为图2中沿C-C线的剖视图；

图5为本发明实施例一中调节装置的结构示意图；

图6为本发明实施例一提供的动平衡刀柄装置装置的爆炸图；

图7为本发明实施例一提供的动平衡刀柄装置装置的装配图；

图8为本发明实施例一提供的动平衡刀柄装置装置的剖视图；

图9为图8中E处的局部放大示意图；

图10为图8中F处的局部放大示意图；

图11为本发明实施例二中的柄本体的结构示意图；

图12为本发明实施例二中的柄本体的剖视图；

图13为本发明实施例二提供的动平衡刀柄装置装置的剖视图(未安装无线传输发射装置)；

图14为本发明实施例二提供的动平衡刀柄装置装置的爆炸图；

图15为本发明实施例二提供的动平衡刀柄装置装置的剖视图(安装有无线传输发射装置)；

图16为本发明实施例二中超声波换能器的剖视图；

图17为本发明实施例二中的无线传输发射装置的结构示意图；

图18为本发明实施例二中的无线传输接收装置的结构示意图；

图19为本发明实施例二中的热缩绝缘管的剖视图；

图20为本发明实施例四中环体的结构示意图。

图标：

101-环体；102-内侧面；103-外侧面；104-配重孔；105-安装孔；106-环面；107-柱状结构；108-一字槽；109-第一子环；110-第二子环；

200-无线传输发射装置；210-发射环支架；211-柄本体贯穿孔；212-第一安装槽；213-装配孔；215-插头安装面；216-接线通道；220-发射磁芯；221-第二安装槽；222-第一接线口；230-发射线圈；

300-无线传输接收装置；310-接收环支架；311-第三安装槽；312-第二接线口；320-接收磁芯；321-第四安装槽；322-第三接线口；330-接收线圈；

400-超声波换能器；410-变幅杆；415-螺纹孔；420-压电振子；421-螺栓安装孔；422-第一压电陶瓷片；423-第一电极片；424-第二压电陶瓷片；425-第二电极片；426-第三压电陶瓷片；427-第三电极片；428-第四压电陶瓷片；429-第四电极片；430-盖板；431-固定孔；440-锁紧螺栓；441-螺帽；442-装配侧面；443-螺杆；450-热缩绝缘管；451-第一绝缘管；452-第二绝缘管；

600-柄本体；601-主轴安装部；602-平衡环安装部；603-第一直角避让环槽；604-台阶面；605-定位凸台；606-第三直角避让环槽；607-圆柱凸台；608-主轴装配腔；609-主轴连接杆；611-变幅杆装配腔；612-压电振子装配腔；613-过线孔；614-第二直角避让环槽；615-环形卡刀槽；616-扳手操作部。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参见图1至图10所示，本发明实施例一提供了一种动平衡刀柄装置装置，该动平衡刀柄装置装置包括柄本体600和动平衡环；动平衡环安装于柄本体600上。

柄本体600包括主轴安装部601和平衡环安装部602，主轴安装部601和平衡环安装部602相连接，主轴安装部601呈圆台状，平衡环安装部602呈圆柱状。

主轴安装部601的一端用于与机床主轴相连接，主轴安装部601的另一端与平衡环安装部602的一端相连接，平衡环安装部602的另一端用于与刀盘或磨头相连接。呈圆台状的主轴安装部601的一端的直径小于其另一端的直径，也就是说，平衡环安装部602的一端与主轴安装部601的直径较大的一端相连接；通过设置使主轴安装部601呈圆台状，有利于控制刀柄的转动平衡。

该实施例中提供的动平衡刀柄装置装置，可适用于ISO主轴系列，通过将动平衡环安装于柄本体600上后，在动平衡环的配重孔中安装物体，以调节刀柄、刀盘和动平衡环形成的整体的重心的空间位置，以使其保持在刀柄的旋转轴线上，从而有利于维持转动过程中的平衡状态，减少机械故障的发生，保证加工精度，延长加工系统的使用寿命。

该实施例可选的方案中，主轴安装部601与平衡环安装部602为一体结构，且主轴安装部601与平衡环安装部602的连接处具有第一直角避让环槽603。该动平衡刀柄装置装置的柄本体600的材质可以为不锈钢材质，结构性能好。通过第一直角避让环槽603，一方面可起到避让安装于柄本体600上的其它部件的棱边的作用，从而起到提高零部件之间的配合度及贴合度，另外也便于装配平面的加工。

具体而言，主轴安装部601的另一端的端部的直径要小于平衡环安装部602的一端的端部的直径，这样主轴安装部601与平衡环安装部602的连接处便形成台阶状的结构，而第一直角避让环槽603便开设在台阶状的结构的台阶面604上。

该实施例中，主轴安装部601开设有主轴装配腔608，且主轴装配腔608沿主轴安装部601的长度方向延伸。主轴装配腔608与一主轴连接杆609螺纹连接。使用时，主轴连接杆609及主轴安装部601一起机床主轴相连接。

该实施例可选的方案中，平衡环安装部602的外壁(即外表面)设置有定位凸台605，定位凸台605与平衡环安装部602为一体结构，且定位凸台605远离平衡环安装部602的一端，而靠近平衡环安装部602的另一端。平衡环安装部602的外壁上还设置有第三直角避让环槽606，且第三直角避让环槽606位于定位凸台605与平衡环安装部602相连接的根部。在将动平衡环套设于平衡环安装部602上后，通过定位凸台605对动平衡环的安装位置进行定位；而第三直角避让环槽606可以起到避让动平衡环的棱边的作用。

该实施例可选的方案中，平衡环安装部602的另一端的端面的中心具有圆柱凸台607，圆柱凸台607的中心轴线与平衡环安装部602的轴线重合；使用时，通过将圆柱凸台607插入刀盘或磨头上的安装孔后，再通过螺钉与平衡环安装部602的另一端的端面螺纹连接，便可以将刀盘或磨头安装于动平衡刀柄装置装置上。圆柱凸台607的直径小于平衡环安装部602的另一端的端面的直径。

该实施例中，动平衡环包括环体101，环体101具有相对的内侧面102和外侧面103，内侧面102用于围成环体101的中部的安装孔105；外侧面103设置有多个配重孔104，且多个配重孔104沿外侧面103的长度方向布设，也就是说，多个配重孔沿外侧面的周向布设。

具体而言，环体101呈圆环状，环体101还具有相对的两个环面106，环面106与环体101的轴线垂直。而内侧面102和外侧面103均与环体101的轴线平行，且环体101的直径垂直于内侧面102和外侧面103。使用时，通过将刀柄的柄本体600或刀盘穿过安装孔105，以实现动平衡环的安装。配重孔104为圆形孔；配重孔104的轴线穿过环体101的环心。配重孔104贯穿内侧面102和外侧面103。

该实施例提供的动平衡环，在将刀柄与刀盘装配形成一体后，再将动平衡环安装于刀盘或刀柄的柄本体600上，然后通过在动平衡环的配重孔104中安装物体，以调节刀柄、刀盘和动平衡环形成的整体的重心的空间位置，以使其保持在刀柄的旋转轴线上，从而有利于维持转动过程中的平衡状态，减少机械故障的发生。

该实施例可选的方案中，动平衡环还包括调节装置，调节装置用于安装在配重孔104中。

具体而言，通过调节装置以实现重心的调节。调节装置与配重孔104之间的连接方式可以螺纹连接。动平衡环与柄本体600，或动平衡环与刀盘之间的连接方式可以是间隙配合连接，并在环体101上对称的两个配重孔104中安装调节装置，以实现动平衡环与柄本体600固定连接，或动平衡环与刀盘固定连接。

需要说明的是，调节装置与配重孔104之间的连接方式还可以是过盈配合连接；调节装置与配重孔104之间的连接是可拆卸连接时，可以便于调平。

该实施例可选的方案中，配重孔104具有内螺纹。调节装置为柱状结构107；柱状结构107具有外螺纹，用于与配重孔104的内螺纹相配合。内螺纹可以是单线螺纹，且外螺纹是单线螺纹；或内螺纹是多线螺纹，且外螺纹是多线螺纹；在采用多线螺纹时，可以提高柱状结构107的快速调节。柱状结构107的端部开设有驱动槽，，通过螺丝刀插入驱动槽，以旋拧柱状结构，使其安装于配重孔中，驱动槽可以为一字槽108或十字槽，该实施例中，以驱动槽为一字槽108为例。需要说明的是，调节装置还只可以是螺钉、螺栓或螺柱。

该实施例可选的方案中，柱状结构107的长度可以根据实现调节，如柱状结构107的长度小于环体101的环宽，环体101的环宽为环体101的外圆半径与内圆半径之差。需要说明的是，柱状结构107的长度还可以大于或等于环体101的环宽。

该实施例可选的方案中，多个配重孔104在外侧面103上等圆心角分布，也就是说，任意相邻两个配重孔104之间所对的圆心角相等。

具体而言，配重孔104的数量可以为15～30个，该实施例中，以配重孔104的数量为20个具体说明其分布情况，相邻两个配重孔104之间所对的圆心角为20°。

该实施例可选的方案中，环体101的轴向截面形状呈矩形，环体101的某一直径位于该轴向截面上，且该轴向截面垂直于环体101的环面106。环体101的相对的两个环面106相互平行。环体101的内侧面102和外侧面103均为柱面。

需要说明的是，该实施例中，环体101的截面形状还可以呈直角梯形等。

该实施例可选的方案中，环体101的环面106与外侧面103之间具有倒角结构。

该实施例中，通过动平衡环实现调节平衡，减小或消除转动不平衡的方法为：

将换能器、刀盘(或磨头)连接至刀柄，再将动平衡环装于刀柄的柄本体600上，以形成一装配体，通过动平衡仪测量上述装配体的重心；当转动不平衡时，在相应的配重孔104内装入调节装置，再次测试，重复上述步骤直至装配体的重心保持在刀柄的轴线为止。

需要说明的是，在使用时，并不是每个配重孔中都安装有调节装置，并且只当上述装配体的重心不在刀柄的轴线上时，在某一个或多个配重孔中安装调节装置以实现调节平衡。

实施例二

参见图11至图19所示，本实施例二也提供了一种动平衡刀柄装置装置，该实施例的动平衡刀柄装置装置描述了动平衡环安装于柄本体600上的另一种实现方案，除此之外的实施例一的技术方案也属于该实施例，不再重复描述。

该实施例中，动平衡环通过超声波换能器安装于柄本体600上。柄本体上无实施例一中的定位凸台。

该实施例可选的方案中，将实施例一中的平衡环安装部602的另一端的端面的圆柱凸台607省去后，并在平衡环安装部602的另一端的端面上开设安装腔，用于安装超声波换能器；安装腔沿平衡环安装部602的长度方向延伸。安装腔不与主轴装配腔608相连通。

该实施例可选的方案中，安装腔包括由平衡环安装部602向主轴安装部601的方向(即由平衡环安装部602的另一端向平衡环安装部602的一端的方向)依次连通的变幅杆装配腔611以及压电振子装配腔612，变幅杆装配腔611以及压电振子装配腔612形成阶梯状，压盖装配腔的截面直径大于变幅杆装配腔611的截面直径，变幅杆装配腔611的截面直径的压电振子装配腔612的截面直径，这样有利于各部件的定位装配，装配方便。

超声波换能器包括压电振子和变幅杆，压电振子安装在变幅杆上，变幅杆通过其装配法兰与柄本体600进行装配，实现变幅杆与压电振子整体在柄本体600上的装配。通过采用上述结构，变幅杆装配腔611以及压电振子装配腔612可用来对应安装变幅杆和压电振子，通过还设置压盖装配腔，本实施例的柄本体600还能够装配压盖，从而便于压盖将变幅杆压紧在柄本体600上，使得变幅杆与柄本体600装配更加紧密。

该实施例可选的方案中，变幅杆的外表面设置有平衡环限位凸台，平衡环限位凸台与变幅杆为一体结构，变幅杆的一端插入安装腔，变幅的另一端用于与刀盘或磨头相连接。平衡环限位凸靠近变幅杆的一端，而远离变幅杆的另一端。在将动平衡环套设于平衡环安装部602上后，通过平衡环限位凸台对动平衡环的安装位置进行定位，动平衡环位于变幅杆与平衡环安装部602的连接处。

该实施例可选的方案中，平衡环安装部602的外壁上开设有与压电振子装配腔612连通的过线孔613。过线孔613靠近主轴安装部601的一端，且定位凸台605远离主轴安装部601的一端，如此，过线孔613便于实现压电振子的正极、负极与外部的接线。

该实施例可选的方案中，变幅杆装配腔611对应的内壁上开设有第二直角避让环槽614，第二直角避让环槽614位于变幅杆装配腔611的靠近压电振子装配腔612的一端，通过设置第二直角避让环槽614，可起到直角避让的作用，便于装配平面的加工。

该实施例可选的方案中，平衡环安装部602的外壁上还设有环形卡刀槽615，环形卡刀槽615的截面呈V字形。采用上述结构，环形卡刀槽615用于刀库卡刀，通过将其截面设置呈V字形，加工方便，能够通用于大多机床。需要说明的是，环形卡刀槽615的截面还可以呈Y字形。

该实施例可选的方案中，环形卡刀槽615的两个槽缘沿平衡环安装部602径向延伸，伸出平衡环安装部602的外壁，以形成环形凸台，用于定位无线传输接收装置，无线传输接收装置与压振电子相连接；无线传输接收装置套设安装在平衡环安装部602上。无线传输接收装置安装后离过线孔613较近，无线传输接收装置的线圈可通过过线孔613方便的穿入压电振子装配腔612内与压电振子接线，接线方便。

柄本体600的外壁上还设有一对相对设置的扳手操作部616，扳手操作部616设置在环形卡刀槽615的槽底。采用上述结构，扳手操作部616可用于配合扳手使用，便于拆装刀具时固定超声波刀柄，装刀时，一对扳手操作部616分别卡进锁刀座的扳手内，可以使超声波刀柄不能转动。可选地，扳手操作部616为直边的扳手操作平面，可适用于锁刀座的U形扳手。

该实施例可选的方案中，动平衡刀柄装置装置还包括无线传输发射装置200，用于安装在机床主轴上，用于与超声电源发生器连接；动平衡刀柄装置装置还包括无线传输接收装置300，安装在柄本体600上，与无线传输发射装置200对应设置；

变幅杆410和设置在变幅杆410的第一端的压电振子420，变幅杆410的第二端用于与切削刀具连接，变幅杆410的第一端具有装配法兰411，变幅杆410通过装配法兰411与柄本体600连接，压电振子420位于安装腔内，压电振子420与无线传输接收装置300连接；

上述超声波刀柄，柄本体600用于起到连接机床主轴、安装超声波换能器400等部件的作用。无线传输发射装置200用于将超声电源发生器产生的高频电能信号通过无线传输的方式传递到无线传输接收装置300上，无线传输接收装置300用于接收无线传输发射装置200发出的信号并将感应到的信号还原成高频电能信号传递给超声波换能器400，超声波换能器400用于利用压电振子420的压电逆效应将频率电信号转换为高频机械振动，并通过变幅杆410对机械振动进行放大传输到加工工件，进而能够配合传统普通机床实现超声加工。

进一步地，如图6所示，无线传输发射装置200包括发射环支架210、发射磁芯220以及发射线圈230。发射环支架210上设有柄本体600贯穿孔211。发射环支架210上在柄本体600贯穿孔211的外围设有第一安装槽212。发射环支架210上在第一安装槽212的外围还设有装配孔213，装配孔213用于与机床主轴的非旋转端面上的支架安装孔相配合。发射磁芯220安装在第一安装槽212中。发射磁芯220上设有第二安装槽221，发射线圈230设置在第二安装槽221中。采用上述结构，发射磁芯220与发射线圈230能够通过发射环支架210安装在机床主轴上，发射环支架210的柄本体600贯穿孔211用于通过柄本体600，便于柄本体600与机床主轴连接，发射环支架210可通过紧固件穿入装配孔213、支架安装孔实现与机床主轴的连接，本实施例的发射环支架210具备连接机床主轴、承载发射磁芯220与发射线圈230、便于柄本体600通过的作用，其为一体结构，相比于传统采用分体的锁环与发射环配合的结构，发射环支架210与机床主轴连接时只要将紧固件拧紧即可，锁紧方便，锁紧之后受外力作用时，不易出现倾斜或转动，固定牢靠，进而也不易现干涉柄本体600的状况。可选地，发射磁芯220为发射铁氧体。

本实施例中，发射环支架210上用于安装插头的侧面为插头安装面215。发射环支架210内部设有接线通道216，接线通道216的一端与第一安装槽212连通，接线通道216的另一端贯穿插头安装面215。第二安装槽221远离柄本体600贯穿孔211的外槽壁上设有第一接线口222。采用上述结构，发射线圈230的接线可以通过第一接线口222、接线通道216穿出发射环支架210的插头安装面215，然后接线与插头连接实现与超声电源发生器连接，接线从内部接线，操作方便，且能够有效保护接线。

进一步地，装配孔213为条形装配孔。如此，本实施例的发射环支架210可适用不同型号的机床主轴，当不同机床主轴的非旋转端面上的支架安装孔位置有差异时，可通过将紧固件装配在条形装配孔213的不同位置来适应，通用性好，操作方便。可选地，装配孔213为两个，两个装配孔213沿着柄本体600贯穿孔211的周向方向间隔均匀设置。如此，装配可靠，通用性好。

进一步地，如图7所示，无线传输接收装置300包括接收环支架310、接收磁芯320以及接收线圈330。接收环支架310套设在柄本体600的外侧。接收环支架310上设有第三安装槽311，接收磁芯320安装在第三安装槽311中。接收磁芯320上设有第四安装槽321，接收线圈330安装在第四安装槽321中。采用上述结构，接收磁芯320和接收线圈330能够通过接收环支架310安装在柄本体600上，接收磁芯320能够与无线传输发射装置200的发射磁芯220感应，从而起到无线接收作用，将感应到的磁场还原成高频电能信号传输给压电振子420。可选地，接收磁芯320为接收铁氧体。

本实施例中，第三安装槽311靠近接收环支架310中心的内槽壁上开设有第二接线口312，第四安装槽321靠近接收环支架310中心的内槽壁上开设有第三接线口322，且第三接线口322的位置与第二接线口312的位置对应。从而接收线圈330的接线可以通过第三接线口322、第二接线口312引入至接收环支架310的中空结构中，便于与柄本体600内的压电振子420接线，接线方便，且接线从内部进行，能够有效保护接线。

进一步地，如图9、图10、图11所示，超声波换能器400还包括盖板430、锁紧螺栓440以及热缩绝缘管450。变幅杆410的第一端端面上开设有与锁紧螺栓440匹配的螺纹孔415。压电振子420上开设有螺栓安装孔421。盖板430设置在压电振子420远离变幅杆410的一侧。盖板430上开设有固定孔431。锁紧螺栓440用于穿过固定孔431、螺栓安装孔421与螺纹孔415配合，使得压电振子420、盖板430锁紧在变幅杆410上。热缩绝缘管450设置在锁紧螺栓440与压电振子420、盖板430之间。进而，变幅杆410的第一端相当于压电振子420的前盖板，盖板430相当于压电振子420的后盖板，通过锁紧螺栓440与变幅杆410上的螺纹孔415配合将压电振子420锁紧在变幅杆410上，无需额外设置压电振子420的前盖板，结构简单，且采用锁紧螺栓440锁紧，装配方便；通过在锁紧螺栓440与压电振子420、盖板430之间设置热缩绝缘管450，热缩绝缘管450能够起到绝缘保护的作用，防止压电振子420通过锁紧螺栓440发生短路，提高产品使用的稳定性，热缩绝缘管450在安装时可先热缩安装在锁紧螺栓440上，不会影响锁紧螺栓440的装配，装配方便。

进一步地，如图10、图11、图12所示，热缩绝缘管450包括第一绝缘管451以及第二绝缘管452，第一绝缘管451的长度与压电振子420和盖板430的长度之和匹配，第一绝缘管451套设在锁紧螺栓440的外侧，且第一绝缘管451的安装位置与压电振子420、盖板430的位置相对应，第二绝缘管452的长度与压电振子420的长度匹配，第二绝缘管452套设在第一绝缘管451的外侧，且第二绝缘管452的安装位置与压电振子420的位置相对应。

采用上述结构，本实施例的超声波换能器400的各部件装配时，可先将第一绝缘管451套设在锁紧螺栓440的外侧后加热收缩，将盖板430套设在锁紧螺栓440的外侧，第一绝缘管451位于锁紧螺栓440与盖板430之间，然后再将第二绝缘管452套设在锁紧螺栓440的外侧后加热收缩，将压电振子420套设在锁紧螺栓440的外侧，第一绝缘管451、第二绝缘管452位于锁紧螺栓440与压电振子420之间，最后再将锁紧螺栓440整体锁紧至变幅杆410的螺纹孔415中，完成装配。第一绝缘管451可先起到一层绝缘保护作用，又不会太厚而影响锁紧螺栓440与盖板430的装配，第二绝缘管452可着重对压电振子420再起到一层绝缘保护作用，能够对压电振子420加强保护，有效防止压电振子420的各电极片发生短路，保护效果好；在实现较好保护效果的基础上，各部件装配方便，装配效率较高。

如图11所示，在其中一个实施例中，压电振子420包括依次叠设的第一压电陶瓷片422、第一电极片423、第二压电陶瓷片424、第二电极片425、第三压电陶瓷片426、第三电极片427、第四压电陶瓷片428以及第四电极片429。第一压电陶瓷片422的负极与变幅杆410的第一端端面相接，第一压电陶瓷片422的正极与第二压电陶瓷片424的正极相对设置，第二压电陶瓷片424的负极与第三压电陶瓷片426的负极相对设置，第三压电陶瓷片426的正极与第四压电陶瓷片428的正极相对设置，第四压电陶瓷片428的负极与第四电极片429相接。如此，通过相应的电极片，相邻的压电陶瓷片之间正极与正极相接，负极与负极相接，通过向相应的电极片通电，能够实现压电振子420的压电特性。具体地，第一压电陶瓷片422、第一电极片423、第二压电陶瓷片424、第二电极片425、第三压电陶瓷片426、第三电极片427、第四压电陶瓷片428以及第四电极片429均设有相匹配的通孔，每块压电陶瓷片与电极片上的通孔共同形成螺栓安装孔421。

进一步地，锁紧螺栓440包括螺帽441以及与螺帽441连接的螺杆443。螺帽441与螺杆443连接的侧面为装配侧面442。装配侧面442为光滑平面，装配侧面442与螺杆443上的螺纹的中轴线垂直。进而，由于锁紧螺栓440的装配侧面442表面光滑，且装配侧面442与螺杆443上的螺纹的中轴线垂直，当锁紧螺栓440拧紧后，锁紧螺栓440能够为压电振子420提供的压力均匀的锁紧力，使得压电振子420表面各处所受到的压力统一均匀，提高压电振子420的性能，保证本实施例的超声波刀柄的阻抗与频率在设计范围内。

实施例三

本实施例三中的动平衡刀柄装置装置是在实施例一或实施列二的基础上的改进，实施例一或实施例二中公开的技术内容不重复描述，实施例一或实施例二公开的内容也属于本实施例三公开的内容。

该实施例中，主要对动平衡环进行改进；动平衡环的配重孔104的孔径与环体101的外径、环体101的轴向长度和环体101的环宽线性相关，通过实验测算，当线性相关时，便于配置相应的调节装置，且有利于快速的调节平衡。

具体而言，配重孔104的孔径满足以下公式：

d＝xD+yL+zW+C，

其中，d表示配重孔104的孔径(既配重孔的孔直径)，D表示环体101的外径(即环体的外圆直径)，L表示环体101的轴向长度，W表示环体101的环宽；C表示常数；x、y、z均表示相关系数，孔径、外径、轴向长度和环宽的单位均为毫米。

在该实施例上，配重孔104的孔径d满足：

d＝0.02D+0.5L+0.2W+0.1。

该实施例还提供了一种动平衡环的设计方法，该设计方法包括：

步骤S100、确定环体的外径D，环体的外径D是刀柄的外径的1.1～1.3倍；

步骤S200、确定环体的内径D'，环体的内径D'与刀柄的外径间隙配合，且公差等级为H8或H10；

步骤S300、确定环体的环宽W，其中，环体的环宽W满足公式：

步骤S400、确定环体的轴向长度L，其中，环体的轴向长度是刀柄的轴向长度0.10～0.13倍；

确定配重孔的孔径d，其中，配重孔的孔径d足公式：

d＝0.02D+0.5L+0.2W+0.1。

实施例四

本实施例四中的动平衡刀柄装置装置是在实施例一至实施例三中任一实施例的基础上的改进，实施例一至实施例三中任一实施例中公开的技术内容不重复描述，实施例一至实施例三中任一实施例公开的内容也属于本实施例公开的内容。

参见图20所示，该实施例中，主要对动平衡环进行改进；动平衡环的环体101包括嵌套在一起的多个子环，通过多个子环，便于增加或减小环体101整体的重量，便于调节平衡。

该实施例中以子环的数量为两个为例具体说明，为了便于区分两个子环，两个子环分别称为：第一子环109和第二子环110，第一子环109的内圆直径大于或等于第二子环110的外圆直径，这样第一子环109便嵌套于第二子环110的外部；使用时，第二子环110套于柄本体600上；第一子环109与第二子环110之间通过环体101上对称的两个配重孔104中安装调节装置实现固定连接。由于环体101分为第一子环109和第二子环110，因此配重孔104相应的分成两个半孔，一个半孔位于第一子环109上，另一个半孔位于第二子环110上。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种动平衡刀柄装置，其特征在于，包括柄本体和动平衡环；所述动平衡环安装于所述柄本体上，其中，

所述柄本体包括主轴安装部和平衡环安装部，所述主轴安装部和所述平衡环安装部相连接，所述主轴安装部呈圆台状，所述平衡环安装部呈圆柱状；

所述动平衡环包括环体，所述环体具有相对的内侧面和外侧面，所述内侧面用于围成所述环体的中部的安装孔；所述外侧面设置有多个配重孔，且多个所述配重孔沿所述外侧面的长度方向布设。

2.根据权利要求1所述的动平衡刀柄装置，其特征在于，所述动平衡环还包括调节装置，所述调节装置用于安装在所述配重孔中。

3.根据权利要求2所述的动平衡刀柄装置，其特征在于，所述配重孔具有内螺纹。

4.根据权利要求3所述的动平衡刀柄装置，其特征在于，所述调节装置为柱状结构；所述柱状结构具有外螺纹，用于与所述配重孔的内螺纹相配合。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的动平衡刀柄装置，其特征在于，所述主轴安装部与所述平衡环安装部为一体结构，且所述主轴安装部与所述平衡环安装部的连接处具有第一直角避让环槽。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的动平衡刀柄装置，其特征在于，所述主轴安装部开设有主轴装配腔，且所述主轴装配腔沿所述主轴安装部的长度方向延伸。

7.根据权利要求6所述的动平衡刀柄装置，其特征在于，所述动平衡环通过超声波振系统安装于所述柄本体上，其中，所述平衡环安装部开设有安装腔，用于安装超声波换能器；所述安装腔沿所述平衡环安装部的长度方向延伸。

8.根据权利要求7所述的动平衡刀柄装置，其特征在于，所述安装腔包括由所述平衡环安装部向所述主轴安装部的方向依次连通的变幅杆装配腔以及压电振子装配腔，所述变幅杆装配腔以及所述压电振子装配腔形成阶梯状。

9.根据权利要求8所述的动平衡刀柄装置，其特征在于，所述平衡环安装部的外壁上开设有与所述压电振子装配腔连通的过线孔。

10.根据权利要求8所述的动平衡刀柄装置，其特征在于，所述变幅杆装配腔对应的内壁上开设有第二直角避让环槽，所述第二直角避让环槽位于所述变幅杆装配腔的靠近所述压电振子装配腔的一端。