[實用新型]柔性鉸鏈

無效

• 申請號: 00261403.0
• 申請日: 2000-12-15
• 公開（公告）號: CN2459740Y
• 公開（公告）日: 2001-11-14
• 發明（設計）人: 傅翾
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G12B5/00
• 分類號: G12B5/00
• 代理公司: 中國科學院西安專利事務所
• 代理人: 任越

本實用新型屬于鉸鏈結構的改進，尤其涉及精密機械技術領域。

普通鉸鏈的種類和應用范圍很多，都是實現兩物體相對角度的偏轉和調整，其不僅體積和尺寸大，而且都是用于精度要求不高的大范圍角度變化。并且，普通鉸鏈的運動方程非常復雜、靈敏度差、精度低、存在有機械空回、不利于計算機或智能控制(Rry.Sci,Instrum?Vol,58(1987)PP1173-1176)。

本實用新型的目的在于設計一種精度高、穩定性好、運動方程簡單、便于智能控制的柔性鉸鏈，使其能應用于小范圍角度的偏轉調整，同時具有無機械空回、結構簡單、容易制作的優點。

本實用新型所設計柔性鉸鏈的結構為，在一矩形立方體相對的兩個面分別制有凹槽，凹槽底端面呈半徑為R的圓弧狀，兩圓弧頂點之間的距離為鉸鏈的柔性厚度t，兩圓弧圓心軸與柔性厚度t垂直，與兩圓心連線平行的立方體兩側面的邊長為鉸鏈的寬度h,h≥2R+t；此為柔性鉸鏈的一個組成單元；所述的柔性鉸鏈是由1-5個單元組成的一個整體，其鉸鏈各組成單元的軸向可以有同向，也可以有相互垂直的。

本實用新型的特點還在于，在鉸鏈各組成單元的寬度方向設制有加長臂，加長臂可以是與鉸鏈一體結構，也可以是輔助加長臂與鉸鏈本體固定連接；在平行的二個加長臂之間設置有位移螺桿用于調整二加長臂的間距。

由上述結構可以看出，本實用新型所設計的柔性鉸鏈通過位移螺桿旋轉，能使一側以柔性厚度中心為軸在小角度范圍內產生移動，從而完成鉸鏈一側上放(設)置物品小角度的高精密度的調整變化，加長臂上的位移螺桿距柔性軸越遠精密度越高；而且多個單元組成的鉸鏈，則可以完成一維、二維、三維方向的角度調整。其具有運動方程簡單、一體化好、精密度高、靈敏性和穩定性好的特點，與已有的鉸鏈相比無機械磨擦、無機械空回、能應用于智能調整機構；因此在航天、航空控制噴嘴形波導管天線等儀器儀表中、及同步輻射光束線中具有重要的應用價值。本實用新型還具有結構簡單、制作容易、使用方便的優點。

附圖1為本實用新型所設計柔性鉸鏈(一個單元)平面示意圖，圖中R為凹槽圓弧半徑，t為兩圓弧頂點間距，h為鉸鏈的寬度；附圖2為所設計一個柔性鉸鏈單元的立體結構示意圖；附圖3為所設計二個(柔性鉸鏈)單元組成的單向(一維)雙軸鉸鏈的立體結構示意圖；附圖4為所設計二個(柔性鉸鏈)單元組成的雙向(二維)雙軸鉸鏈的立體結構示意圖；附圖5為所設計三個(柔性鉸鏈)單元組成的三維三軸鉸鏈的立體結構示意圖；附圖6為所設計柔性鉸鏈使用的原理示意圖，圖中1為柔性鉸鏈(一個單元)，2為位移螺桿，3為(被調整的)物品，4為彈簧。

以下結合附圖詳細說明本實用新型的具體實施方案。

本實用新型所設計的柔性鉸鏈可以采用不銹鋼、銅合金等金屬材料制作，可以制成單軸單向、雙軸單向、雙軸雙向、三軸二向、三軸三向、四軸三向、五軸三向等等多種組合的標準件，也可以根據用戶要求制作、或是將其與某種儀器設備制成一體。所設計柔性鉸鏈的加長臂可以與其制為一體，如圖5和圖6所示，在二平行的加長臂之間設置有位移螺桿(如圖6所示)，也可以按圖2-4所示制成無臂(或短臂)鉸鏈，使用時可卡接輔助加長臂并用螺釘固定連接為一體，形成與圖6一樣的鉸鏈，也可以在鉸鏈的單側設置輔助加長臂；其位移螺桿設置在輔助加長臂上，位移螺桿的位置距鉸鏈柔性軸越遠其調整的精密度越高，而且位移螺桿的螺距越小其調整的精密度也越高。

參見附圖1，其h≥2R+t，當H等于2R+t時，鉸鏈無臂長；當H大于2R+t時，其大于部分為鉸鏈臂長，這些數字都可用于智能控制的調整。

參見附圖2，其為一個柔性鉸鏈單元實例的立體結構，為單軸單向(一維)的柔性鉸鏈。

參見附圖3，其為二個單元組成的柔性鉸鏈實例的立體結構，為雙軸單向(一維)的柔性鉸鏈。

參見附圖4，其為二個單元組成的雙軸二維柔性鉸鏈實例的立體結構。

參見附圖5，其為三個單元組成的三軸三維柔性鉸鏈實例的立體結構。

按照以上附圖的結構，還可以組合出更多結構類型的柔性鉸鏈，即按不同數量、不同軸向、不同臂長、不同柔性厚度等等的各種組合。

附圖6為單軸一維柔性鉸鏈(帶加長臂)的應用實例示意，彈簧的設置可有可無，其只是使機構成為高精密度的隨動機構；旋轉位移螺桿使螺桿向上頂，迫使加長臂上翹，使所承載物品完成角度調整。