一种紧凑高刚度虎克铰制造技术

本发明专利技术一种紧凑型高刚度虎克铰，包括下U型架、上U型架、短轴、长轴及螺钉，所述长轴安装于所述下U型架的轴孔中，所述短轴安装于上U型架的轴孔中，所述长轴设有中心孔，所述短轴中间部位的轴穿过所述长轴的中心孔配合，并通过所述螺钉固连。本发明专利技术采用先分体后固连的设计思想，结构简单，操作简便，适用于航空航天等要求结构紧凑及高刚性的应用场合。

A compact high stiffness Hooke hinge

The compact high rigidity Hooke hinge comprises a lower U-shaped frame, an upper U-shaped frame, a short shaft, a long axis and a screw. The long axis is installed in the shaft hole of the lower U-shaped frame, the short axis is installed in the shaft hole of the upper U-shaped frame, the long axis is provided with a central hole, and the axis of the middle part of the short axis is matched through the central hole of the long axis, and is fixed through the screw. The invention adopts the design idea of splitting before fixing, has simple structure and simple operation, and is suitable for applications requiring compact structure and high rigidity, such as aerospace, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑高刚度虎克铰
本专利技术属于机械设备领域，具体涉及一种紧凑型高刚度虎克铰。
技术介绍
虎克铰作为一种能够提供两个自由度的铰链机构，在各种形式的并联机器人中得到了大量的应用。一般应用场合下，需要虎克铰运动范围足够大，精度足够高。但是在某些特殊应用场合如航空航天领域，对虎克铰提出更高的要求，比如结构紧凑，重量轻，刚度高，耐冲击性能好等。为了使得虎克铰的结构紧凑，现有技术采用分体式设计，使得虎克铰体积减小，改善了加工和装配工艺。例如名为“分体式虎克铰”的专利技术专利(申请号：CN201410603983.8)中公开一种分体式虎克铰，该专利中的虎克铰十字轴部分被拆分为一个顶尖块和四个顶针，这样虽然便于加工和装配，减小了体积，提高了精度，但是分体式结构必然带来结构刚性差的缺点，不能适应刚度需求大的应用场合。为此，还需要研究既结构紧凑又刚度较高的虎克铰。
技术实现思路
本专利技术是的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种紧凑高刚度虎克铰。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种紧凑高刚度虎克铰，包括下U型架、上U型架、短轴、长轴及螺钉，所述长轴安装于所述下U型架的轴孔中，所述短轴安装于上U型架的轴孔中，所述长轴设有中心孔，所述短轴中间部位的轴穿过所述长轴的中心孔配合，并通过所述螺钉固连。所述长轴与所述短轴的两端分别安装有角接触轴承，所述角接触轴承内环通过所述长轴和所述短轴上的轴肩进行限位。还包括紧定螺钉及螺纹压圈，所述角接触轴承的外环通过所述螺纹压圈进行轴向预紧。所述紧定螺钉分别安装在所述上U型架和所述下U型架正对的所述螺纹压圈的位置。本专利技术的有益效果是：采用先分体后固连的设计思想，一方面可以减小虎克铰的装配尺寸，减小体积和重量，另一方面可以提升虎克铰的刚度，使其既具有结构紧凑的特点，又具有刚度高、抗冲击能力好的优点。附图说明图1为本专利技术的一种紧凑型高刚度虎克铰的结构示意图；图2为本申请沿图1所示A-A虚线的剖视图；图3为本专利技术一种紧凑型高刚度虎克铰长轴及短轴的局部剖视图。其中：1-下U型架；2-上U型架；3-紧定螺钉；4-螺纹压圈；5-角接触轴承；6-短轴；7-长轴；8-螺钉。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作更加详细的描述。请参见附图1至附图2：包括下U型架1、上U型架2、短轴6、长轴7及螺钉8，下U形架1为虎克铰提供一个维度的旋转轴系，同时作为整个虎克铰的安装基座。上U形架2为虎克铰提供另外一个维度的旋转轴系，同时与并联机器人的其他运动部件进行连接。长轴7安装于下U型架1的轴孔中，短轴6安装于上U型架2的轴孔中，长轴7设有中心孔，短轴6中间部位的轴穿过长轴7的中心孔配合，并通过螺钉8固连，请参见附图3：短轴6的中间部位穿过长轴7的中心孔，并且采用某种方式进行固连，具体的连接方式可以依据应用场合进行确定，在不需要反复拆卸的应用场合下可以用焊接、胶接或者过盈配合，在需要反复拆装的场合下可以采用螺纹连接等方式。具体请参见附图2：为减小摩擦，长轴7与短轴6的两端分别安装有角接触轴承5，角接触轴承5内环通过长轴7和短轴6上的轴肩进行限位，轴肩限位使得长轴和短轴的几何中心尽量重合，减小系统误差，提高虎克铰的整体精度。还包括紧定螺钉3及螺纹压圈4，角接触轴承5的外环通过螺纹压圈4进行轴向预紧，轴向预紧消除了角接触轴承内部的间隙，提高整个虎克铰的刚度。紧定螺钉3分别安装在上U型架2和下U型架1正对的螺纹压圈4的位置，对螺纹压圈4起到锁紧防松的作用。本专利技术的关键在于长轴7和短轴6采用先分体后固连的思想进行设计和装配，分体是为了减小装配尺寸，使得虎克铰的结构紧凑，固连是为了提升虎克铰的整体刚度。短轴的中间部位穿过长轴的中心孔，采用某种方式进行固连，具体的连接方式可以依据应用场合进行确定，在不需要反复拆卸的应用场合下可以用焊接、胶接或者过盈配合，在需要反复拆装的场合下可以采用螺纹连接等方式。采用先分体后固连的设计思想，一方面可以减小虎克铰的装配尺寸，减小体积和重量，另一方面可以提升虎克铰的刚度，使其既具有结构紧凑的特点，又具有刚度高、抗冲压能力好的优点，结构简单，操作简便，非常适用于航空航天等要求结构紧凑及高刚性的应用场合。还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紧凑型高刚度虎克铰，包括下U型架(1)、上U型架(2)、短轴(6)、长轴(7)及螺钉(8)，其特征在于：所述长轴(7)安装于所述下U型架(1)的轴孔中，所述短轴(6)安装于上U型架(2)的轴孔中，所述长轴(7)设有中心孔，所述短轴(6)中间部位的轴穿过所述长轴(7)的中心孔配合，并通过所述螺钉(8)固连。

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型高刚度虎克铰，包括下U型架(1)、上U型架(2)、短轴(6)、长轴(7)及螺钉(8)，其特征在于：所述长轴(7)安装于所述下U型架(1)的轴孔中，所述短轴(6)安装于上U型架(2)的轴孔中，所述长轴(7)设有中心孔，所述短轴(6)中间部位的轴穿过所述长轴(7)的中心孔配合，并通过所述螺钉(8)固连。2.如权利要求1所述的一种紧凑型高刚度虎克铰，其特征在于，所述长轴(7)与所述短轴(6)的两端分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海波，赵伟国，薛闯，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22