本发明涉及研磨领域，特别是涉及一种研磨用的磁流变智能夹具。
背景技术：
自由曲面工件研磨加工时，需要夹具对工件进行固定及定位，由于工件种类多而且面型多变，如果针对每种工件都设计专用夹具会导致成本高、效率低并且给研磨加工带来很大的不便，所以需要一种通用的研磨夹具。
研磨加工工件时，夹具夹持力度的大小对加工质量影响较大，夹持力小，工件容易松动，定位不准；夹持力大，则工件容易变形，而且传统磁流变夹具多数将磁流变液放置在夹持关节的内部，形成柔性夹持单元对工件进行夹持，还是会对工件表面造成一定损伤。因此，为了控制加持力度，需要一种能够测量夹持力的智能夹具，确保夹持工件时防止工件松动和变形。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种研磨用的磁流变智能夹具，本发明不但可以控制夹持力度，确保工件的不松动、不变形，还可以适用各种面型。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种研磨用的磁流变智能夹具，包括：容器、水囊、压力变送器、水泵、第一电磁铁、控制器和弹性伸缩杆；
所述容器的内部盛有第一磁流变液；所述弹性伸缩杆设置在所述容器的底部；所述容器的各个侧壁上均设置有所述水囊，各所述水囊之间相互连通，所述水囊分别与所述压力变送器和所述水泵连通，所述水泵连接水箱；待夹持工件设置在所述弹性伸缩杆的顶部；所述容器设置在所述第一电磁铁的上方；所述第一电磁铁、所述压力变送器和所述水泵均与所述控制器电连接；所述弹性伸缩杆用于定位和支撑所述待夹持工件，所述控制器用于控制所述水泵向所述水囊加压以对所述待夹持工件进行预夹持，所述压力变送器用于测量所述水囊对所述待夹持工件的夹持力并将所述夹持力传送给所述控制器，所述控制器还用于根据所述夹持力控制所述第一电磁铁通电以使所述第一磁流变液固化对所述待夹持工件进行夹持。
可选的，所述弹性伸缩杆包括：伸缩杆外壳、第二电磁铁、滑动杆和位移传感器；所述滑动杆设置在所述容器的底端；所述待夹持工件设置在所述伸缩杆外壳的顶端；所述伸缩杆外壳设置在所述滑动杆的顶端，所述伸缩杆外壳和所述滑动杆形成封闭空间，所述封闭空间内设置有第二磁流变液，所述伸缩杆外壳可通过所述滑动杆上下滑动，所述待夹持工件会随着所述伸缩杆外壳滑动；所述第二电磁铁和所述位移传感器均设置在所述伸缩杆外壳上，所述第二电磁铁和所述位移传感器均与所述控制器电连接，所述位移传感器用于实时采集所述伸缩杆外壳的位移量，并将所述位移量传送给所述控制器，所述控制器用于根据所述位移量控制所述第二电磁铁通电使所述第二磁流变液固化，使所述待夹持工件停留在设定的位置。
可选的，所述弹性伸缩杆还包括：弹簧，所述弹簧的一端与所述滑动杆的顶端连接，所述弹簧的另一端与所述伸缩杆外壳的内壁连接。
可选的，所述弹性伸缩杆还包括：弹簧支撑架，所述弹簧支撑架与所述滑动杆的顶端连接，所述弹簧支撑架用于支撑所述弹簧。
可选的，所述研磨用的磁流变智能夹具，还包括：采集卡，所述控制器、所述压力变送器和所述位移传感器均与所述采集卡电连接；所述采集卡用于采集所述压力变送器测量的所述夹持力和所述位移传感器测量的所述位移量，并将所述夹持力和所述位移量传送给所述控制器。
可选的，所述研磨用的磁流变智能夹具，还包括：水管，所述水囊通过所述水管分别与所述水泵和所述压力传送器连通。
可选的，所述研磨用的磁流变智能夹具，还包括：阀门，所述阀门设置在所述水管上，所述水泵通过所述阀门与所述水管连通。
可选的，所述弹性伸缩杆包括：弹性支撑伸缩杆和弹性定位伸缩杆，所述弹性定位伸缩杆用于支撑所述待夹持工件的工件定位点，以实现对所述待夹持工件的定位，所述弹性支撑伸缩杆的用于支撑所述待夹持工件中除所述工件定位点之外的部分。
可选的，所述弹性定位伸缩杆的数量为1根。
可选的，所述弹性支撑伸缩杆的数量为16根。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明通过设置第一磁流变液、水囊、压力变送器、控制器和弹性伸缩杆，利用水囊以及弹性伸缩杆对工件进行初步定位夹持，利用压力变送器测量夹持力，再利用第一磁流变液固化包裹住工件，对工件进行二次夹持，确保夹持工件时工件不松动和不变形。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一种研磨用的磁流变智能夹具的结构示意图；
图2为本发明实施例一种研磨用的磁流变智能夹具的俯视图；
图3为本发明实施例一种研磨用的磁流变智能夹具的弹性伸缩杆的结构示意图。
符号说明：
1-容器、2-水囊、3-水管、4-压力变送器、5-阀门、6-水箱、7-底座、8-第一电磁铁、9-直流电源、10-控制器、11-采集卡、12-第一磁流变液、13-弹性支撑伸缩杆、14-弹性定位伸缩杆、15-水泵、16-伸缩杆外壳、17-第二磁流变液、18-第二电磁铁、19-位移传感器、20-滑动杆、21-弹簧支撑架、22-弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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。
本发明的目的是提供一种研磨用的磁流变智能夹具。本发明通过设置第一磁流变液、水囊、压力变送器、控制器和弹性伸缩杆，利用水囊以及弹性伸缩杆对工件进行初步定位夹持，利用压力变送器测量夹持力，再利用第一磁流变液固化包裹住工件，对工件进行二次夹持，确保夹持工件时工件不松动和不变形。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-图2所示，一种研磨用的磁流变智能夹具，包括：容器1、水囊2、压力变送器4、水泵15、第一电磁铁8、控制器10和弹性伸缩杆。
所述容器1的内部盛有第一磁流变液12；所述弹性伸缩杆设置在所述容器1的底部；所述容器1的各个侧壁上均设置有所述水囊2，各所述水囊2之间相互连通，所述水囊2分别与所述压力变送器4和所述水泵15连通，所述水泵15连接水箱6；待夹持工件设置在所述弹性伸缩杆的顶部；所述容器1设置在所述第一电磁铁8的上方；所述第一电磁铁8、所述压力变送器4和所述水泵15均与所述控制器10电连接；所述弹性伸缩杆用于定位和支撑所述待夹持工件，所述控制器10用于控制所述水泵15向所述水囊2加压以对所述待夹持工件进行预夹持，所述压力变送器4用于测量所述水囊2对所述待夹持工件的夹持力并将所述夹持力传送给所述控制器10，所述控制器10还用于根据所述夹持力控制所述第一电磁铁8通电以使所述第一磁流变液12固化对所述待夹持工件进行夹持。
作为一种可选的实施方式，所述容器1有4个侧壁，所述水囊2有4个，4个水囊2内部连通。
如图3所示，作为一种可选的实施方式，所述弹性伸缩杆包括：伸缩杆外壳、第二电磁铁18、滑动杆20和位移传感器19；所述滑动杆20设置在所述容器1的底端；所述待夹持工件设置在所述伸缩杆外壳的顶端；所述伸缩杆外壳设置在所述滑动杆20的顶端，所述伸缩杆外壳和所述滑动杆20形成封闭空间，所述封闭空间内设置有第二磁流变液17，所述伸缩杆外壳可通过所述滑动杆20上下滑动，所述待夹持工件会随着所述伸缩杆外壳滑动；所述第二电磁铁18和所述位移传感器19均设置在所述伸缩杆外壳上，所述第二电磁铁18和所述位移传感器19均与所述控制器10电连接，所述位移传感器19用于实时采集所述伸缩杆外壳的位移量，并将所述位移量传送给所述控制器10，所述控制器10用于根据所述位移量控制所述第二电磁铁18通电使所述第二磁流变液17固化，使所述待夹持工件停留在设定的位置。
作为一种可选的实施方式，所述第二电磁铁18设置在所述伸缩杆外壳的下方，所述第二电磁铁18与所述位移传感器19相连。
作为一种可选的实施方式，所述弹性伸缩杆还包括：弹簧22，所述弹簧22的一端与所述滑动杆20的顶端连接，所述弹簧22的另一端与所述伸缩杆外壳的内壁连接。
作为一种可选的实施方式，所述弹性伸缩杆还包括：弹簧支撑架21，所述弹簧支撑架21与所述滑动杆20的顶端连接，所述弹簧支撑架21用于支撑所述弹簧22。
作为一种可选的实施方式，所述研磨用的磁流变智能夹具，还包括：采集卡11，所述控制器10、所述压力变送器4和所述位移传感器19均与所述采集卡11电连接；所述采集卡11用于采集所述压力变送器4测量的所述夹持力和所述位移传感器19测量的所述位移量，并将所述夹持力和所述位移量传送给所述控制器10。
作为一种可选的实施方式，所述研磨用的磁流变智能夹具，还包括：水管3，所述水囊2通过所述水管3分别与所述水泵15和所述压力传送器连通。
作为一种可选的实施方式，所述研磨用的磁流变智能夹具，还包括：阀门5，所述阀门5设置在所述水管3上，所述水泵15通过所述阀门5与所述水管3连通，所述控制器10与所述阀门5电连接，所述控制器10用于控制所述阀门5的开启和关闭。
作为一种可选的实施方式，所述弹性伸缩杆包括：弹性支撑伸缩杆13和弹性定位伸缩杆14，所述弹性定位伸缩杆14用于支撑所述待夹持工件的工件定位点，以实现对所述待夹持工件的定位，所述弹性支撑伸缩杆13的用于支撑所述待夹持工件中除所述工件定位点之外的部分。
作为一种可选的实施方式，所述弹性定位伸缩杆14的数量为1根，安装在所述容器1底端的中心位置。
作为一种可选的实施方式，所述弹性支撑伸缩杆13的数量为16根，按照4×4的形式排列。
作为一种可选的实施方式，还包括：底座7，所述第一电磁铁8设置在所述底座7的上方。
所述第一电磁铁8和所述第二电磁铁18均为缠绕有线圈的铁芯，所述线圈与直流电源9连接，所述直流电源9与所述控制器10电连接，所述控制器10用于控制所述直流电源9为所述第一电磁铁8和所述第二电磁铁18供电。
弹性伸缩杆的工作原理为：
当第二电磁铁未通电时，第二磁流变液处于液体状态，弹性伸缩杆未受力时弹簧将伸缩杆外壳支撑在默认位置，当伸缩杆外壳上端受压后可根据受力状况上下滑动；当弹性伸缩杆上端工件位置摆正时，给第二电磁铁通电，第二电磁铁产生的磁场穿过第二磁流变液，第二磁流变液固化，伸缩杆外壳固定不动，弹性伸缩杆起到锁紧功能；伸缩杆外壳滑动时，与伸缩杆外壳固连的位移传感器可跟随着一起滑动，位移传感器实时检测伸缩杆外壳的位移量并反馈给采集卡。
根据所设计的结构与大小因素，可以自由选择弹性支撑伸缩杆与弹性定位伸缩杆的数量。本发明中16个弹性支撑伸缩杆与1个定位伸缩杆并非特指规定。
所述研磨用的磁流变智能夹具在研磨加工待加工工件时的具体使用过程为：
步骤1：待加工工件预先设定的工件定位点设置在容器内部中心的弹性定位伸缩杆，除工件定位点的其他位置设置在弹性支撑伸缩杆上。
步骤2：手压待加工工件，使其降到合适位置，使得待加工工件一半左右在容器内部，然后将弹性伸缩杆的第二磁流变液通电锁死弹性伸缩杆，位移传感器通过采集卡向控制器反馈工件的位置及姿态。
步骤3：在控制器中设定好夹持力，启动水泵并开启阀门，对水囊加压。
步骤4：当水囊膨胀，逐渐夹紧工件时，可通过压力变送器读取到夹持力。夹紧完毕后，直流电源打开，使第一电磁铁通电，使第一磁流变液固化，对工件进行二次夹持，更好地保证了在加工时工件不发生其他方向的移动。
步骤5：水囊到达设定压力值时，松开压在工件上的双手，此时水囊传递压力给固化的第二磁流变液，完成对工件的夹持。
步骤6：擦拭清洁工件上表面。
步骤7：开始研磨加工。
步骤8：研磨加工完工件一个表面后，控制器控制水泵停转泄压和第一电磁铁断电。
步骤9：由控制器控制弹性伸缩杆的第二电磁铁断电，伸缩杆外壳复位。
步骤10：取出工件。
将工件翻转后，再次重复步骤1到步骤9，完成另一面研磨加工，完成所有表面加工后，一个工件加工结束。
本发明的优点：
1.适用于各种面型工件的夹持。
2.可通过调节水囊的水压，调节夹持力，确保夹持工件时工件不松动和不变形。
3.可通过调整磁场强度即控制第一电磁铁的电压，改变第一电磁铁产生的磁场，第一磁流变液在不同磁场下固化程度不同，第一磁流变液对工件的夹持摩擦力也不同。
4.可通过位移传感器，对工件的放置位姿进行准确测量。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
1.一种研磨用的磁流变智能夹具，其特征在于，包括：容器、水囊、压力变送器、水泵、第一电磁铁、控制器和弹性伸缩杆；
所述容器的内部盛有第一磁流变液；所述弹性伸缩杆设置在所述容器的底部；所述容器的各个侧壁上均设置有所述水囊，各所述水囊之间相互连通，所述水囊分别与所述压力变送器和所述水泵连通，所述水泵连接水箱；待夹持工件设置在所述弹性伸缩杆的顶部；所述容器设置在所述第一电磁铁的上方；所述第一电磁铁、所述压力变送器和所述水泵均与所述控制器电连接；所述弹性伸缩杆用于定位和支撑所述待夹持工件，所述控制器用于控制所述水泵向所述水囊加压以对所述待夹持工件进行预夹持，所述压力变送器用于测量所述水囊对所述待夹持工件的夹持力并将所述夹持力传送给所述控制器，所述控制器还用于根据所述夹持力控制所述第一电磁铁通电以使所述第一磁流变液固化对所述待夹持工件进行夹持。
2.根据权利要求1所述的一种研磨用的磁流变智能夹具，其特征在于，所述弹性伸缩杆包括：伸缩杆外壳、第二电磁铁、滑动杆和位移传感器；所述滑动杆设置在所述容器的底端；所述待夹持工件设置在所述伸缩杆外壳的顶端；所述伸缩杆外壳设置在所述滑动杆的顶端，所述伸缩杆外壳和所述滑动杆形成封闭空间，所述封闭空间内设置有第二磁流变液，所述伸缩杆外壳可通过所述滑动杆上下滑动，所述待夹持工件会随着所述伸缩杆外壳滑动；所述第二电磁铁和所述位移传感器均设置在所述伸缩杆外壳上，所述第二电磁铁和所述位移传感器均与所述控制器电连接，所述位移传感器用于实时采集所述伸缩杆外壳的位移量，并将所述位移量传送给所述控制器，所述控制器用于根据所述位移量控制所述第二电磁铁通电使所述第二磁流变液固化，使所述待夹持工件停留在设定的位置。
3.根据权利要求2所述的一种研磨用的磁流变智能夹具，其特征在于，所述弹性伸缩杆还包括：弹簧，所述弹簧的一端与所述滑动杆的顶端连接，所述弹簧的另一端与所述伸缩杆外壳的内壁连接。
4.根据权利要求3所述的一种研磨用的磁流变智能夹具，其特征在于，所述弹性伸缩杆还包括：弹簧支撑架，所述弹簧支撑架与所述滑动杆的顶端连接，所述弹簧支撑架用于支撑所述弹簧。
5.根据权利要求2所述的一种研磨用的磁流变智能夹具，其特征在于，还包括：采集卡，所述控制器、所述压力变送器和所述位移传感器均与所述采集卡电连接；所述采集卡用于采集所述压力变送器测量的所述夹持力和所述位移传感器测量的所述位移量，并将所述夹持力和所述位移量传送给所述控制器。
6.根据权利要求1所述的一种研磨用的磁流变智能夹具，其特征在于，还包括：水管，所述水囊通过所述水管分别与所述水泵和所述压力传送器连通。
7.根据权利要求6所述的一种研磨用的磁流变智能夹具，其特征在于，还包括：阀门，所述阀门设置在所述水管上，所述水泵通过所述阀门与所述水管连通。
8.根据权利要求1所述的一种研磨用的磁流变智能夹具，其特征在于，所述弹性伸缩杆包括：弹性支撑伸缩杆和弹性定位伸缩杆，所述弹性定位伸缩杆用于支撑所述待夹持工件的工件定位点，以实现对所述待夹持工件的定位，所述弹性支撑伸缩杆的用于支撑所述待夹持工件中除所述工件定位点之外的部分。
9.根据权利要求8所述的一种研磨用的磁流变智能夹具，其特征在于，所述弹性定位伸缩杆的数量为1根。
10.根据权利要求8所述的一种研磨用的磁流变智能夹具，其特征在于，所述弹性支撑伸缩杆的数量为16根。
技术总结