[實用新型]一種抗軸向拉壓大轉角柔性鉸鏈

有效

• 申請號: 202020999039.X
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN212202829U
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 劉敏;汪庭威;占金青;孫宇;趙延
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: F16C11/04
• 分類號: F16C11/04;F16C11/12
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 謝秀娟

本實用新型公開一種抗軸向拉壓大轉角柔性鉸鏈，包括兩個間隔設置的剛性連桿，兩個剛性連桿之間固定設置有車輪型柔性鉸鏈和剛性球面副鉸鏈；車輪型柔性鉸鏈相互平行；車輪型柔性鉸鏈與剛性連桿之間設置有彈簧。本實用新型采用多個平行布置的車輪型柔性鉸鏈作為柔性鉸鏈的變形主體，增大轉動范圍的同時，提高了轉動面外的剛度，降低了柔性鉸鏈轉動平面外的寄生運動；并通過在車輪型柔性鉸鏈與兩個剛性連桿之間設置彈簧，提高了車輪型柔性鉸鏈的軸向剛度；且設置有剛性球面副鉸鏈，當柔性鉸鏈受到軸向壓力時，剛性球面副可以使得柔性鉸鏈不發生受壓變形；并且當柔性鉸鏈發生大角度轉動時，可以有效地保證柔性鉸鏈具有很高的轉動精度。

技術領域

本實用新型涉及柔性鉸鏈結構技術領域，特別是涉及一種抗軸向拉壓大轉角柔性鉸鏈。

背景技術

柔性鉸鏈是連接兩相鄰剛性連桿之間的較薄柔性單元，利用自身材料的彈性變形來完成運動和力的傳遞與轉換,在外力或力矩的作用下可以實現高精度的轉動功能，廣泛應用于微納操作、精密定位等精密工程領域。傳統的缺口型柔性鉸鏈雖然轉動精度高，但是應力集中顯著使得轉角小。為提高柔性鉸鏈的轉動范圍，研究者設計了交叉簧片式柔性鉸鏈和車輪型柔性鉸鏈，可以實現大角度的轉動。但這兩種柔性鉸鏈具有較大的軸漂，特別是受到軸向力時，柔性鉸鏈會在非轉動方向上產生較大的變形，導致轉動精度降低。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種抗軸向拉壓大轉角柔性鉸鏈，以解決上述現有技術存在的問題，可以實現大角度的轉動，同時能有效抑制寄生運動，大幅度提高柔性鉸鏈的轉動精度。

為實現上述目的，本實用新型提供了如下方案：本實用新型提供一種抗軸向拉壓大轉角柔性鉸鏈，包括兩個間隔設置的剛性連桿，兩個剛性連桿之間固定設置有不少于兩組車輪型柔性鉸鏈和一組剛性球面副鉸鏈，剛性球面副鉸鏈設置在任意兩組車輪型柔性鉸鏈之間；車輪型柔性鉸鏈相互平行且與兩個剛性連桿垂直設置；車輪型柔性鉸鏈與剛性連桿之間設置有彈簧。

優選的，車輪型柔性鉸鏈包括一個剛性圓柱體和沿剛性圓柱體周向布置的四個長度相同的柔性簧片，柔性簧片的一端固定連接在剛性圓柱體上，柔性簧片的另一端固定連接在剛性連桿上；周向相鄰的柔性簧片間隔90度設置。

優選的，剛性球面副鉸鏈包括左剛性構件和右剛性構件，左剛性構件和右剛性構件分別與相鄰的剛性連桿之間通過螺紋連接；左剛性構件和右剛性構件可轉動接觸。

優選的，左剛性構件和右剛性構件相鄰的端面分別為半球凹面和半球凸面，半球凹面和半球凸面相適配。

優選的，剛性連桿和剛性圓柱體上均設置有吊環，剛性連桿上設置有第一吊環，剛性圓柱體上設置有第二吊環，第二吊環位于柔性簧片之間，第一吊環和第二吊環對應設置，彈簧的一端扣合在第一吊環內，彈簧的另一端扣合在第二吊環內。

優選的，吊環包括半環狀掛鉤，半環狀掛鉤的端部固定設置有安裝座，安裝座上設置有螺紋；剛性連桿和剛性圓柱體上均開設有與安裝座外的螺紋相適配的螺紋孔。

優選的，安裝座為圓柱形結構。

優選的，車輪型柔性鉸鏈設置為兩組，剛性球面副鉸鏈設置在兩組車輪型柔性鉸鏈的對稱面。

優選的，剛性連桿和車輪型柔性鉸鏈為一體式結構。

本實用新型公開了以下技術效果：

1、本實用新型采用多個平行布置的車輪型柔性鉸鏈作為柔性鉸鏈的變形主體，在增大轉動范圍的同時，提高了轉動面外的剛度，降低了柔性鉸鏈轉動平面外的寄生運動；

2、本實用新型通過在車輪型柔性鉸鏈與兩個剛性連桿之間設置彈簧，提高了車輪型柔性鉸鏈的軸向剛度，當柔性鉸鏈受到軸向拉力時，可以有效地降低非轉動方向上的變形；并通過調整彈簧長度可改變預拉力，可以根據實際應用情況來調整柔性鉸鏈的軸向拉伸剛度；