JP7349185B2 - マルチエネルギー場ナノ潤滑剤マイクロスケール骨研削加工測定システム - Google Patents
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Description
(1)本発明は従来のマイクロ研削加工プロセスにおける研削工具の目詰まり、研削屑の融着、対流熱交換能力の不足及び微小液滴の飛散などの問題に対して、超音波振動、医療用ナノ流体潤滑、帯電噴霧を統合することにより、生体骨の低損傷抑制マイクロ研削を実現する。
(2)本発明の測定装置は研削力測定部、治具の側面に設けられた微小液滴測定部及び研削温度測定部を含み、ナノ粒子微小液滴、研削力及び研削温度をリアルタイムにオンラインで検出することができ、時間を節約するだけでなく、複数回の組み立てによる加工誤差も避ける。
(3)本発明の研削工具は超音波ホーンに接続され、研削工具は加工要件を満たすことができる振動を発生させ、研削工具ヘッドの振動はピストンの往復運動に類似しており、超音波振動アシストマイクロ研削により、研削領域の冷却液は研削工具の超音波振動を受けて高周波、交互の正負油圧衝撃波を発生させ、研削区間によりポンピングしやすく、研削区間内の冷却液の更新を加速し、冷却媒体の対流熱交換能力を大幅に強化し、且つ砕屑の排出を促進し、研削工具の目詰まりを避ける。
(4)本発明は、空気浮上光学プラットフォーム装置を設置し、空気浮上防振器の防振エアバッグを基礎として、制振液及び高減衰小孔空気と協働して防振を行い、良好な防振性能を有し、入口で調整弁を設置することにより、反応時間を短縮し、空気浮上光学プラットフォーム装置に高さ調整機構が設置され、地面の凹凸によるブラケットの歪みや変形などの問題を解決することができる。
(5)本発明の研削力測定部に治具が取り付けられ、情報取得の精度を保証するために、治具によってワークを3方向に制限する。
II 流体帯電噴霧装置
III 測定装置
IV 空気浮上プラットフォーム装置
I-1 超音波発生器
I-2 超音波電動スピンドル
I-3 超音波トランスデューサ
I-4 ホーン
I-5 研削工具
I-6 内視鏡
II-1 治具
II-2 ワーク
II-3 接地線
II-4 高圧直流電源
II-5 導線
II-6 帯電噴霧ノズル
II-7 接続線
II-8 第1ホース
II-9 ナノ粒子
II-10 超音波振動棒
II-11 生理食塩水
II-12 第2ホース
II-13 混合室
II-14 第3ホース
II-15 微量潤滑ポンプ
III-1 第1データ分析器
III-2 第1情報収集器
III-3 増幅器
III-4 第2データ分析器
III-5 第2情報収集器
III-6 第3情報収集器
III-7 第3データ分析器
III-8 高速カメラ
III-9 研削力測定器
III-10 熱電対
III-1101 ガスケット
III-1102 第1クランプボルト
III-1103 取り付けボルト
III-1104 ストッパ
III-1105 第1平板
III-1106 第2クランプボルト
III-1107 ベース
III-1108 調整ボルト
III-1109 押さえ板
III-1110 制限シート
III-1111 第2平板
IV-1 台板
IV-2 空気浮上防振器
IV-3 支持柱
IV-4 収容溝
IV-5 昇降接地ピン
IV-6 接続部
IV-7 耐荷重パッド
IV-101 レザーライニング
IV-102 第1枠板
IV-103 第2枠板
IV-104 透磁性パネル
IV-105 支持板
IV-106 ハニカムコア板
Claims (8)
- 骨研削加工測定システムであって、
骨材料をクランプするための治具が載置された3次元変位作業台と、
導線を介して接続された超音波発生器及び超音波電動スピンドルを含み、超音波電動スピンドルのホーンに骨材料を研削するための研削工具が取り付けられた超音波振動装置と、
帯電噴霧ノズル及び超音波発生器に接続された2つの超音波振動棒を含み、前記帯電噴霧ノズルと骨材料との間に高圧直流電源が接続され、そのうちの1つの超音波振動棒は生理食塩水を収容する容器内に配置されて生理食塩水に対して超音波振動を行い、もう1つの超音波振動棒はナノ粒子を収容する容器内に配置されてナノ粒子に対して超音波振動を行い、各容器がいずれも混合室に接続され、超音波振動が行われた生理食塩水と超音波振動が行われたナノ粒子が混合室内で混合されてナノ流体が調製され、前記混合室と帯電噴霧ノズルとの間に微量潤滑ポンプが接続され、前記微量潤滑ポンプが前記ナノ流体を前記帯電噴霧ノズルから噴出し、前記高圧直流電源によってナノ流体液滴を帯電噴霧させて帯電微小液滴群を形成する流体帯電噴霧装置と、
治具と3次元変位作業台との間に設けられた研削力測定部、治具の側面に設けられた微小液滴測定部及び研削温度測定部を備えた測定装置と、を含むことを特徴とする
骨研削加工測定システム。 - 前記研削力測定部は順次接続された研削力測定器、増幅器、情報収集器及びデータ分析器を含み、
治具は研削力測定器によって3次元変位作業台の上方に設置されることを特徴とする
請求項1に記載の骨研削加工測定システム。 - 前記治具は制限シート及びストッパを含み、制限シート内に骨材料を配置するための制限溝が設けられ、制限溝の一角に貼り合わせて設置される骨材料の片側と制限溝の内壁との間にストッパが設置され、ストッパの片側の表面は骨材料の側面に貼り合わされ、ストッパの他側の表面は第1クランプボルトの端部に貼り合わされ、ストッパが第1クランプボルトと協働して骨材料をX方向に制限し、第2クランプボルトの端部が同骨材料の端面に貼り合わされ、第2クランプボルトは同骨材料の他の端面を制限溝の側壁に密着させて同骨材料をY方向に制限することを特徴とする
請求項2に記載の骨研削加工測定システム。 - 前記制限シートの頂部に平板が取り外し可能に接続され、平板に間隔が調整可能な複数の押さえ板が取り付けられ、押さえ板は骨材料の高さ方向を制限するために用いられることを特徴とする
請求項3に記載の骨研削加工測定システム。 - 前記研削温度測定部は骨材料内に挿入可能な熱電対を含み、前記熱電対は情報収集器及びデータ分析器に順次接続されることを特徴とする
請求項1に記載の骨研削加工測定システム。 - 前記微小液滴測定部は骨材料の研削画像を取得するためのビデオカメラを含み、前記ビデオカメラは情報収集器及びデータ分析器に順次接続されることを特徴とする
請求項1に記載の骨研削加工測定システム。 - 前記3次元変位作業台の底部にさらに空気浮上プラットフォーム装置が設けられ、空気浮上プラットフォーム装置は台板、空気浮上防振器及び支持アセンブリを含み、空気浮上防振器は台板と支持アセンブリとの間に取り付けられることを特徴とする
請求項1に記載の骨研削加工測定システム。 - 前記台板の上表面に透磁性パネルが設けられ、台板の内部にハニカムコア板が設けられることを特徴とする
請求項1に記載の骨研削加工測定システム。
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