[發(fā)明專利]一種基于柔性鉸鏈的六自由度控制桿

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711208840.7
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107870651B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方曄陽;苑兆涵;韓勇;熊振華;吳建華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G05G1/10
• 分類號: G05G1/10;F16C11/06;F16C11/12
• 代理公司: 31220 上海旭誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 鄭立

1.一種基于柔性鉸鏈的六自由度控制桿，其特征在于，包括通過卡扣依次連接的上頂蓋、中心體、下底蓋和底座，所述中心體包括外殼體和中心操作桿，所述中心操作桿的兩端對稱地設(shè)置有柔性鉸鏈組件，沿所述中心操作桿的長度方向所述柔性鉸鏈組件依次包括外鉸鏈、中心鉸鏈和內(nèi)鉸鏈；所述中心操作桿的端部與所述內(nèi)鉸鏈連接；其中，所述外鉸鏈和所述內(nèi)鉸鏈包括中心部、外圈部和連桿，所述連桿的一端與所述中心部連接，另一端與所述外圈部的內(nèi)表面連接；所述連桿的側(cè)面包括多個的弧面，多個所述弧面呈對稱分布，同時所述連桿呈之字形；多個所述連桿圍繞所述中心部均勻分布；

所述中心鉸鏈包括主體部和設(shè)置在所述主體部上的球形鉸鏈，所述主體部為長方體，所述球形鉸鏈包括多個條形槽，每個條形槽在所述主體部的一個側(cè)面內(nèi)向所述長方體的一個角的方向延伸，并在相鄰側(cè)面內(nèi)沿平行于所述相鄰側(cè)面的邊的方向延伸，最后延伸至相對側(cè)面的中心處，使得所述球形鉸鏈能夠提供繞x、y軸轉(zhuǎn)動的自由度；所述條形槽的端部設(shè)置為圓柱形槽。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柔性鉸鏈的六自由度控制桿，其特征在于，呈之字形的所述連桿中，直接與所述中心部相連的L形部分用于提供沿x軸、y軸的平動和繞z軸的轉(zhuǎn)動的自由度，直接與所述外圈部相連的直段部分用于提供沿z軸平動的自由度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柔性鉸鏈的六自由度控制桿，其特征在于，在未受力情況下，所述中心部、所述外圈部和所述連桿的上表面處于同一平面內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柔性鉸鏈的六自由度控制桿，其特征在于，所述外鉸鏈沿長度方向的兩側(cè)均設(shè)置有限位板，用于z軸方向平移的限位；所述內(nèi)鉸鏈的內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)部限位板，用于限制z軸方向過大的位移。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于柔性鉸鏈的六自由度控制桿，其特征在于，所述上頂蓋的內(nèi)壁和所述下底蓋的內(nèi)壁設(shè)置有固定板，用于固定安裝指點桿組件；所述上頂蓋具有能夠容納設(shè)置在所述中心操作桿的上端部的柔性鉸鏈組件的第一內(nèi)部空間，所述下底蓋具有能夠容納設(shè)置在所述中心操作桿的下端部的柔性鉸鏈組件的第二內(nèi)部空間。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于柔性鉸鏈的六自由度控制桿，其特征在于，所述固定板的壁面和所述外殼體的內(nèi)壁均設(shè)置有走線槽，所述固定板的走線槽由所述固定板的內(nèi)壁面向所述固定板的外壁面的方向凹陷形成，所述外殼體的走線槽由所述外殼體的內(nèi)壁面向所述外殼體的外壁面方向凹陷形成，所述走線槽用于容納電路線。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于柔性鉸鏈的六自由度控制桿，其特征在于，所述底座具有第三內(nèi)部空間，用于容納數(shù)據(jù)處理板、電池。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于柔性鉸鏈的六自由度控制桿，其特征在于，所述外鉸鏈的外圈部的外側(cè)壁面設(shè)置有用于固定所述指點桿組件的固定凹槽，所述指點桿組件通過卡扣固定在所述固定凹槽內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于柔性鉸鏈的六自由度控制桿，其特征在于，所述指點桿組件包括矩形電路板和圓柱形受力桿，安裝在所述內(nèi)鉸鏈的外圈部的外側(cè)壁面的突出的感應(yīng)器安裝口與所述受力桿相連，將所述中心操作桿和所述柔性鉸鏈組的運動信息傳遞至所述指點桿組件。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于柔性鉸鏈的六自由度控制桿，其特征在于，在所述中心操作桿的上、下兩端各設(shè)置4個所述指點桿組件，每端設(shè)置的指點桿組件呈十字對稱排列。