[發(fā)明專利]一種分體式帶行程放大功能的柔性鉸鏈

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410061950.5
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103824601A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟嘉;趙文川;譚大川;張燦
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所
• 主分類號: G12B5/00
• 分類號: G12B5/00;G12B3/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高精度微動工作臺技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分體式帶行程放大功能的柔性鉸鏈。

背景技術(shù)

柔性鉸鏈?zhǔn)歉呔任庸ぷ髋_的重要組成部件。大多高精度數(shù)微動工作臺依靠柔性鉸鏈產(chǎn)生彈性變形實現(xiàn)工作臺面的微運動、微定位。由于高精度微動工作臺多采用壓電陶瓷作為驅(qū)動器，而壓電陶瓷行程較小，為實現(xiàn)大行程的高精度運動或定位，往往采用多只壓電陶瓷堆疊的方式，但堆疊將提高成本，降低壓電陶瓷剛度，并使得結(jié)構(gòu)尺寸過大。

現(xiàn)有技術(shù)的二自由度柔性微定位工作臺，此機構(gòu)以壓電陶瓷為驅(qū)動器，工作臺面與柔性鉸鏈為一體化結(jié)構(gòu)，依靠壓電陶瓷伸縮引起柔性鉸鏈彈性變形，產(chǎn)生平面內(nèi)的二自由度運動。該方案中，工作臺行程約等于壓電陶瓷驅(qū)動行程，即輸出行程不能放大；同時，該工作臺為一體化結(jié)構(gòu)，工程中一般采用線切割，而多自由度柔性鉸鏈往往為旋轉(zhuǎn)體，線切割難以實現(xiàn)，因此該類結(jié)構(gòu)中柔性鉸鏈多為單自由度鉸鏈；此外，柔性鉸鏈和工作臺面必須為同一種材料，不利于提高柔性鉸鏈和工作臺面的剛度差。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要技術(shù)解決問題

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種分體式帶行程放大功能的柔性鉸鏈。

(二)技術(shù)方案

為了達成所述目的，本發(fā)明提供一種分體式帶行程放大功能的柔性鉸鏈的技術(shù)方案包括：固定板、連接螺釘、柔性鉸鏈、工作臺、球頭、運動板、螺釘、驅(qū)動器；其中，連接螺釘將固定板與柔性鉸鏈相連；再通過螺釘將柔性鉸鏈與運動板相連，由固定板、柔性鉸鏈、運動板組成一體結(jié)構(gòu)的柔性鉸鏈組件；驅(qū)動器與運動板緊密接觸；運動板上設(shè)有球頭，球頭與工作臺緊密接觸。

(三)技術(shù)效果

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：本發(fā)明中，將一體式柔性鉸鏈分解成固定板、運動板、柔性鉸鏈組成的柔性鉸鏈組件，采用分體式柔性鉸鏈組件結(jié)構(gòu)，便于加工，其加工工藝性良好，可使用單自由度和多自由度鉸鏈。本發(fā)明依據(jù)杠桿原理，可對輸入位移行程進行放大，并可通過調(diào)整驅(qū)動器位置，改變運動方向，可實現(xiàn)運動方向的反向。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的總體示意圖；

圖2是本發(fā)明的反向運動行程放大原理圖。

圖3是本發(fā)明的同向運動行程放大原理圖。

部件符號說明：

1、固定板；?????2、連接螺釘；????3、柔性鉸鏈；

4、工作臺；?????5、球頭；????????6、運動板；

7、螺釘；???????8、驅(qū)動器；??????9、驅(qū)動端；

10、鉸鏈；??????11、被動端。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明：本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示本發(fā)明實例一種分體式帶行程放大功能的柔性鉸鏈，包含一個固定板1、連接螺釘2、柔性鉸鏈3、工作臺4、球頭5、運動板6、螺釘7、驅(qū)動器8，其中：固定板1通過連接螺釘2與柔性鉸鏈3相連；再通過螺釘7將柔性鉸鏈3與運動板6相連，由固定板1、柔性鉸鏈3、運動板6組成一體結(jié)構(gòu)的柔性鉸鏈組件。驅(qū)動器8與運動板6緊密接觸，用于驅(qū)動運動板6運動；運動板6上設(shè)有球頭5，球頭5與工作臺4緊密接觸。本發(fā)明的原理：依據(jù)杠桿原理，對行程進行放大和對運動方法進行反向。

柔性鉸鏈3為單自由度柔性鉸鏈或多自由度柔性鉸鏈。基于杠桿理論，球頭5的行程相對驅(qū)動器8的行程按比例進行放大。基于杠桿理論，球頭5的運動方向依據(jù)對驅(qū)動器8的位置發(fā)生改變。所述放大的比率表示為K＝L2/L1，其中L1為驅(qū)動器8與柔性鉸鏈3的距離，L2為球頭5與柔性鉸鏈3的距離。

本發(fā)明的工作過程如下：

請參見圖1，驅(qū)動器8與運動板6緊密接觸，當(dāng)驅(qū)動器8伸縮時，由于固定板1和運動板6剛度相對較大，柔性鉸鏈3剛度相對較小，柔性鉸鏈3將產(chǎn)生彈性變形，引起運動板6繞其與柔性鉸鏈3連接處中心為軸心旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致球頭5產(chǎn)生升降運動，并最終帶動工作臺4產(chǎn)生升降運動。