[發明專利]一種U型結構大阻尼柔性鉸鏈

有效

• 申請號: 201610182539.2
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105605091B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 張憲民;陳桂生;陳忠
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F16C11/12
• 分類號: F16C11/12
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發明公開了一種U型結構大阻尼柔性鉸鏈，包括用于連接柔性機構的第一鉸鏈連接端、第二鉸鏈連接端，還包括連接于所述第一鉸鏈連接端和第二鉸鏈連接端之間的U型結構，所述U型結構相對的兩側內壁上由上至下平行地設置有若干板狀約束材料層，相鄰約束材料層的一端各自固定在不同側的內壁上，另一端為自由端，相鄰的約束材料層之間填充有粘彈性阻尼材料層。本發明之柔性鉸鏈模型，在滿足鉸鏈的剛度、轉動角度等要求下，可通過外加粘彈性阻尼材料，采用約束性阻尼層設計模式，充分利用阻尼層材料的剪切耗能效應，增加柔性鉸鏈的結構阻尼，實現柔性機構被動減振效果。

技術領域

本發明涉及一種將力輸入轉換成位移輸入的具有恢復功能且具有較大結構阻尼的大柔度轉動鉸鏈，主要應用于精密傳動和精密定位等儀器儀表中。

背景技術

柔性鉸鏈是指在外部力或力矩的作用下，利用材料的彈性變形在相鄰剛性桿之間產生相對運動的一種運動副結構形式，這與傳統剛性運動副的結構有很大不同。相比于傳統的剛性鉸鏈(機構)，柔性鉸鏈及柔性機構具有許多優點：(1)可一體化設計和加工，故可以簡化結構、減小體積和重量、免于裝配；(2)無間隙和摩擦，可實現高精度運動；(3)免于磨損，提高壽命；(4)免于潤滑，避免污染；(5)可增大結構剛度。

然而，正是因為無間隙無摩擦等特點，柔性鉸鏈的結構阻尼很低，甚至可以忽略不計，這使得機構傳動過程中產生的振動響應無法得到抑制。在微納米甚至微納米的高精度定位要求之下，機構的應激振動會使得微定位效果受到影響。因此，為了克服這個弱點，本發明提出一種大阻尼柔性鉸鏈模型，在滿足鉸鏈的剛度、轉動角度等要求下，通過外加粘彈性阻尼材料，采用約束性阻尼層設計模式，充分利用阻尼層材料的剪切耗能效應，以增柔性鉸鏈的結構阻尼，實現被動減振效果。

發明內容

為了克服現有鉸鏈結構阻尼小，易產生振動，影響定位精度的弱點，本發明提出一種大阻尼柔性鉸鏈模型，在滿足鉸鏈的剛度、轉動角度等要求下，通過外加粘彈性阻尼材料，采用約束性阻尼層設計模式，充分利用阻尼層材料的剪切耗能效應，以增柔性鉸鏈的結構阻尼，實現被動減振效果。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種U型結構大阻尼柔性鉸鏈，包括用于連接柔性機構的第一鉸鏈連接端、第二鉸鏈連接端，還包括連接于所述第一鉸鏈連接端和第二鉸鏈連接端之間的U型結構，所述U型結構相對的兩側內壁上由上至下平行地設置有若干板狀約束材料層，相鄰約束材料層的一端各自固定在不同側的內壁上，另一端為自由端，相鄰的約束材料層之間填充有粘彈性阻尼材料層。

進一步地，所述的U型結構的兩側內壁上由上至下相對錯開地設置有若干用于嵌入安裝約束材料層的鉗口。

進一步地，所述鉗口與U型結構為一體式結構。

進一步地，所述的約束材料層的材料為鋁合金薄片。

進一步地，所述粘彈性阻尼材料層的材料為丁基橡膠。

相比現有技術，本發明的有益效果是：

(1)能獲得具有一定結構阻尼，使應用該鉸鏈的柔性機構自身具有減振抗震能力；

(2)所發明柔性鉸鏈的結構阻尼值大小可通過改變結構參數獲得，具體是通過改變粘彈性阻尼材料的層數量與層厚度，相應地調整約束材料的層數量。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的U型大阻尼柔性鉸鏈主視示意圖。

圖2是本發明實施例1的U型大阻尼柔性鉸鏈立體示意圖。

圖3是本發明實施例2的U型大阻尼柔性鉸鏈主視示意圖。

圖4是本發明實施例2的U型大阻尼柔性鉸鏈立體示意圖。