[發(fā)明專利]一種帶增強(qiáng)柔性鉸鏈組的剛?cè)狁詈掀脚_及運(yùn)動平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910452455.X
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN110281034B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊志軍;蘇麗云;袁偉濤;白有盾;孫晗
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B23Q1/25
• 分類號: B23Q1/25;B25H1/00
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 楊曉松

一種帶增強(qiáng)柔性鉸鏈組的剛?cè)狁詈掀脚_及運(yùn)動平臺，該帶增強(qiáng)柔性鉸鏈組的剛?cè)狁詈掀脚_包括：運(yùn)動平臺剛性框架、核心運(yùn)動平臺和柔性鉸鏈組；所述柔性鉸鏈組包括：多片彈簧片、多組墊片組；相鄰兩片所述彈簧片之間均有一組所述墊片組分隔；所述運(yùn)動平臺剛性框架通過所述柔性鉸鏈組與所述核心運(yùn)動平臺連接。該剛?cè)狁詈掀脚_的柔性鉸鏈組的剛度增加，極大地增加了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承受大載荷的能力，適合于不同結(jié)構(gòu)尺寸的運(yùn)動平臺設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高精密運(yùn)動技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種帶增強(qiáng)柔性鉸鏈組的剛?cè)狁詈掀脚_及運(yùn)動平臺。

背景技術(shù)

由于具有無摩擦、免潤滑等特點(diǎn)，柔性鉸鏈在精密運(yùn)動平臺設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。在精密運(yùn)動平臺中，柔性鉸鏈主要被設(shè)計(jì)為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。在精密運(yùn)動平臺中，當(dāng)運(yùn)動平臺啟動、停止及微位移進(jìn)給時(shí)，作為一種無摩擦運(yùn)動副，柔性鉸鏈主要通過自身的彈性變形來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動。上述柔性鉸鏈的工作原理導(dǎo)致基于典型柔性鉸鏈導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動平臺主要適用于輕載場合，限制了其在大載荷場合中的應(yīng)用。此外，由于運(yùn)動過程中柔性鉸鏈長時(shí)間反復(fù)變形，往往容易導(dǎo)致導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生裂紋甚至斷裂。如何提高上述柔性鉸鏈導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的承載剛度和疲勞壽命成為擴(kuò)展所述典型導(dǎo)向機(jī)構(gòu)應(yīng)用范圍的關(guān)鍵問題。

為解決上述問題，目前常用的解決方案有：

1.采用氣浮、磁懸浮等方式來增強(qiáng)基于柔性鉸鏈的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的承載剛度。上述方法可以有效的提高精密運(yùn)動平臺的承載剛度，其存在的主要問題為制造與使用成本較高。

2.根據(jù)具體使用要求，利用拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方式制造特定專用的柔性鉸鏈。上述方式在一定程度上可以提高導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的承載剛度，但設(shè)計(jì)的柔性鉸鏈往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜、通用性較差、加工制造成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，提出一種新型大承載柔性鉸鏈導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，利用柔性鉸鏈工作剛度與彈簧片厚度成三次方關(guān)系，承載剛度與彈簧片橫截面成正比特性，采用N組長疲勞壽命薄彈簧片的剛度疊加作用，有效地提升高速精密運(yùn)動平臺的承載能力，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是如下。

一種帶增強(qiáng)柔性鉸鏈組的剛?cè)狁詈掀脚_，所述剛?cè)狁詈掀脚_包括：運(yùn)動平臺剛性框架、核心運(yùn)動平臺和柔性鉸鏈組；所述柔性鉸鏈組包括：多片彈簧片、多組墊片組；相鄰兩片所述彈簧片之間均有一組所述墊片組分隔；所述運(yùn)動平臺剛性框架通過所述柔性鉸鏈組與所述核心運(yùn)動平臺連接。

進(jìn)一步，所述柔性鉸鏈組在所述運(yùn)動平臺剛性框架中設(shè)置方向與所述核心運(yùn)動平臺在所述運(yùn)動平臺剛性框架中的運(yùn)動方向正交。

進(jìn)一步，所述柔性鉸鏈組為兩組，兩組所述柔性鉸鏈組對稱布置在所述核心運(yùn)動平臺兩端。

進(jìn)一步，所述柔性鉸鏈組的多片彈簧片與多組墊片組通過螺栓連接的方式連接。

進(jìn)一步，所述柔性鉸鏈組的多片彈簧片與多組墊片組通過膠合連接的方式連接。

一種精密運(yùn)動平臺，所述精密運(yùn)動平臺包括機(jī)座、固定在所述機(jī)座上的直線導(dǎo)軌、導(dǎo)軌滑塊、前述所述的剛?cè)狁詈掀脚_、直線驅(qū)動器；所述剛?cè)狁詈掀脚_中的核心運(yùn)動平臺與所述直線驅(qū)動器連接，所述剛性框架通過所述導(dǎo)軌滑塊與所述直線導(dǎo)軌連接。

進(jìn)一步，所述精密運(yùn)動平臺還包括位移傳感器，所述位移傳感器與所述核心運(yùn)動平臺連接，用于測量所述核心運(yùn)動平臺在運(yùn)動方向上的位移。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：

1.由N組長疲勞壽命彈簧片組成，極大地增加了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承受大載荷的能力，適合于不同結(jié)構(gòu)尺寸的運(yùn)動平臺設(shè)計(jì)，且該剛度增強(qiáng)柔性鉸鏈組，單獨(dú)加工，為可拆卸式。

2.該大承載柔性鉸鏈導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)較為緊湊，結(jié)構(gòu)簡單，加工制造成本較低，適用范圍廣。

3.所提出的大承載柔性鉸鏈機(jī)構(gòu)工作面積大，承載能力強(qiáng)。

附圖說明