一种基于柔性铰链的微位移机构制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于柔性铰链的微位移机构，包括结构组件、传动组件，所述结构组件包括固定支座、笼形柔铰、镜筒柔铰、镜组、压镜装置，所述笼形柔铰外形为笼状，笼状柔铰的柔铰部分为长宽相等的长方体；所述传动组件包括安装于固定支座的上下左右四个侧面的减速电机、螺纹副，所述螺纹副包括球头螺杆、螺母，固定支座与螺纹副的螺母通过过盈配合连接，减速电机的输出转轴与螺纹副的球头螺杆间隙配合，球头螺杆的球头与笼形柔铰四个面上的长方形悬臂杆接触。本实用新型专利技术具有结构紧凑、体积小、调节迅速平稳、自锁能力强、机械谐振频率高、抗振动干扰能力强、环境适应能力强等优势，在微位移技术领域具有广泛的应用前景。

A micro displacement mechanism based on flexure hinge

【技术实现步骤摘要】
一种基于柔性铰链的微位移机构
本技术涉及微位移
，具体是一种基于柔性铰链的微位移机构。
技术介绍
柔性铰链微位移机构是一种以柔性铰链为支撑的微位移机构，柔性铰链微位移机构从结构上来说，通常包括：固定支座、驱动机构、柔性铰链等，被广泛应用于精密控制、精密机械加工中。与传统机械式微位移机构相比，柔性铰链微位移机构具有结构紧凑、体积小、无机械摩擦、无间隙、无爬行、机械谐振频率高、抗振动干扰能力强等特点。现有微位移机构驱动器多采用压电陶瓷驱动器，存在移动范围小、无自锁能力的缺点；部分采用步进电机驱动，但存在体积大、调整时间长的缺点。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种基于柔性铰链的微位移机构，结构简单，在使用时，步进电机驱动传动螺纹副使镜面到达指定位置并锁死，解决了现有技术中微位移机构自锁能力差、机构自身固有频率低易受外界影响、移动范围小的问题。本技术所采用的技术方案是：一种基于柔性铰链的微位移机构，包括结构组件、传动组件，所述结构组件包括固定支座、笼形柔铰、镜筒柔铰、镜组、压镜装置，所述笼形柔铰外形为笼状，笼状柔铰的柔铰部分为长宽相等的长方体，固定支座中部开设有与笼形柔铰外形匹配的安装孔，笼形柔铰伸入固定支座的安装孔后，笼形柔铰的两端分别与固定支座和镜筒柔铰连接，镜筒柔铰为八爪形柔性铰链，通过前端的定位销孔与笼形柔铰定位，通过螺纹副与笼形柔铰固定连接，镜组通过压镜装置与镜筒柔铰连接；所述传动组件包括安装于固定支座的上下左右四个侧面的减速电机、螺纹副，所述螺纹副包括球头螺杆、螺母，固定支座与螺纹副的螺母通过过盈配合连接，减速电机的输出转轴与螺纹副的球头螺杆间隙配合，球头螺杆的球头与笼形柔铰四个面上的长方形悬臂杆接触。进一步的，所述镜筒柔铰与笼形柔铰对接的一端设计有八爪形固定块，笼形柔铰前端设有4个螺纹孔、4个定位销孔，其中4个螺纹孔与4个定位销孔间隔分布，固定块对应笼形柔铰的前端的定位销孔设有定位销孔，固定块对应笼形柔铰前端的螺纹孔设有固定孔，固定时使用定位销穿过镜筒柔铰上定位销孔对应钉入笼形柔铰前端的定位销孔，使用内六角圆柱头螺钉穿过镜筒柔铰上的固定孔对应锁入笼形柔铰的螺纹孔，即可将镜筒柔铰与笼形柔铰固定。进一步的，所述笼形柔铰的后端设有8个通孔、2个定位销孔，所述笼形柔铰的后端通过8个通孔与固定支座连接，固定支座的侧端面设有与笼形柔铰后端的定位销孔对应的定位销孔，固定时使用2个定位销穿过镜筒柔铰后端的定位销孔对应钉入固定支座侧端面的定位销孔，固定支座的侧端面对应所述笼形柔铰后端面的8个通孔设有螺纹孔，固定时采用螺钉穿过述笼形柔铰后端面的8个通孔对应锁入固定支座侧端面的螺纹孔。进一步的，所述固定支座在上下左右四个侧面设置有螺纹副安装固定孔，所述螺纹副安装于螺纹副安装固定孔。进一步的，所述传动组件还包括电机转接板，减速电机通过电机转接板安装于固定支座的上下左右四个侧面。进一步的，所述固定支座在上下左右四个侧面设置有电机转接板安装固定螺纹孔，固定支座与四个电机转接板使用螺钉锁入对应的电机转接板安装固定螺纹孔，以将电机转接板固定于固定支座侧面。本技术的有益效果是：柔性铰链的微位移机构较市面上其他结构形式的微位移机构具有结构紧凑、体积小、调节迅速平稳、自锁能力强、机械谐振频率高、抗振动干扰能力强、环境适应能力强等优势，相比于压电调节型微位移机构有调节平稳、长期自锁能力强、成本低、位移范围大的优势，位移控制精度小于1μm，在微位移
具有广泛的应用前景。附图说明为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例柔性铰链的分解结构示意图；图2是本技术实施例步进电机的分解结构示意图；图3是本技术组装后的立体结构图；图4是本技术中固定支座的结构示意图图5是本技术中笼形柔铰的结构示意；图6是本技术的侧面剖视图；图7是图6中A部分放大图。图中：1-1-1—压镜装置，1-1-2—沉头螺钉，1-2—镜组，1-3-1—镜筒柔铰，1-3-2—内六角圆柱头螺钉，1-4-1—笼形柔铰，1-4-2—螺钉，1-4-3—定位销，1-5-1—固定支座，2-1—步进电机，2-2-1—电机转接板，2-2-2—十字槽盘头螺钉，2-3-1—球头螺杆，2-3-2—螺母。3—螺纹副安装固定孔，4—电机转接板安装固定螺纹孔，5—定位销孔，6—螺纹孔，7—定位销孔，8—定位销孔。具体实施方式下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。请参阅图1及图2，本技术基于柔性铰链的微位移机构其中一个实施例，包括结构组件和传动组件。所述结构组件包括固定支座1-5-1、笼形柔铰1-4-1、镜筒柔铰1-3-1、镜组1-2、压镜装置1-1-1；所述笼形柔铰1-4-1外形为笼状，固定支座1-5-1中部开设有与笼形柔铰1-4-1外形匹配的安装孔，笼形柔铰1-4-1伸入固定支座1-5-1的安装孔后，笼形柔铰1-4-1的一端有8个通孔与固定支座1-5-1连接，另一端有间隔分布的4个定位销孔7(如图5所示)与镜筒柔铰1-3-1定位和4个螺纹孔与镜筒柔铰1-3-1连接，笼状柔铰1-4-1的柔铰部分为长宽相等的长方体。所述笼形柔铰1-4-1是根据平行四边形机构变异而来，每根柱体都切割成标准的长宽相等的长方体，笼形柔铰1-4-1侧面从各个方面受力，笼形柔铰1-4-1前端都只会产生相应平移运动。所述镜筒柔铰1-3-1与笼形柔铰1-4-1对接的一端设计有八爪形固定块，固定块对应笼形柔铰1-4-1前端的定位销孔7设有定位销孔，固定块对应笼形柔铰1-4-1的螺纹孔设有固定孔，固定时使用定位销1-3-3穿过镜筒柔铰2-3-1上定位销孔7对应钉入笼形柔铰1-4-1的定位销孔，使用内六角圆柱头螺钉1-3-2穿过镜筒柔铰1-3-1上的固定孔对应锁入笼形柔铰1-4-1的螺纹孔，即可将镜筒柔铰1-3-1与笼形柔铰1-4-1固定。所述笼形柔铰1-4-1的后端设有8个通孔、2个定位销孔8，所述笼形柔铰1-4-1的后端通过8个通孔与固定支座1-5-1连接，固定支座1-5-1的侧端面设有与笼形柔铰1-4-1后端的定位销孔8对应的定位销孔5(如图4所示)，固定时使用2个定位销1-4-3穿过镜筒柔铰2-3-1后端的定位销孔8对应钉入固定支座1-5-1侧端面的定位销孔5，固定支座1-5-1的侧端面对应所述笼形柔铰1-4-1后端面的8个通孔设有固定孔，固定时采用螺钉1-4-2穿过述笼形柔铰1-4-1后端面的8个通孔对应锁入固定支座1-5-1侧端面的固定孔。镜筒柔铰1-3-1设计为八爪形柔性铰链，通过螺纹副与笼形柔铰1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于柔性铰链的微位移机构，包括结构组件、传动组件，其特征在于：所述结构组件包括固定支座(1-5-1)、笼形柔铰(1-4-1)、镜筒柔铰(1-3-1)、镜组(1-2)、压镜装置(1-1-1)，所述笼形柔铰(1-4-1)外形为笼状，笼形柔铰(1-4-1)的柔铰部分为长宽相等的长方体，固定支座(1-5-1)中部开设有与笼形柔铰(1-4-1)外形匹配的安装孔，笼形柔铰(1-4-1)伸入固定支座(1-5-1)的安装孔后，笼形柔铰(1-4-1)的两端分别与固定支座(1-5-1)和镜筒柔铰(1-3-1)连接，镜筒柔铰(1-3-1)为八爪形柔性铰链，通过前端的第一定位销孔与笼形柔铰(1-4-1)定位，通过螺纹副与笼形柔铰(1-4-1)固定连接，镜组(1-2)通过压镜装置(1-1-1)与镜筒柔铰(1-3-1)连接；所述传动组件包括安装于固定支座(1-5-1)的上下左右四个侧面的减速电机(2-1)、螺纹副(2-3)，所述螺纹副(2-3)包括球头螺杆(2-3-1)、螺母(2-3-2)，固定支座(1-5-1)与螺纹副(2-3)的螺母(2-3-2)通过过盈配合连接，减速电机(2-1)的输出转轴与螺纹副(2-3)的球头螺杆(2-3-1)间隙配合，球头螺杆(2-3-1)的球头与笼形柔铰(1-4-1)四个面上的长方形悬臂杆接触。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于柔性铰链的微位移机构，包括结构组件、传动组件，其特征在于：所述结构组件包括固定支座(1-5-1)、笼形柔铰(1-4-1)、镜筒柔铰(1-3-1)、镜组(1-2)、压镜装置(1-1-1)，所述笼形柔铰(1-4-1)外形为笼状，笼形柔铰(1-4-1)的柔铰部分为长宽相等的长方体，固定支座(1-5-1)中部开设有与笼形柔铰(1-4-1)外形匹配的安装孔，笼形柔铰(1-4-1)伸入固定支座(1-5-1)的安装孔后，笼形柔铰(1-4-1)的两端分别与固定支座(1-5-1)和镜筒柔铰(1-3-1)连接，镜筒柔铰(1-3-1)为八爪形柔性铰链，通过前端的第一定位销孔与笼形柔铰(1-4-1)定位，通过螺纹副与笼形柔铰(1-4-1)固定连接，镜组(1-2)通过压镜装置(1-1-1)与镜筒柔铰(1-3-1)连接；所述传动组件包括安装于固定支座(1-5-1)的上下左右四个侧面的减速电机(2-1)、螺纹副(2-3)，所述螺纹副(2-3)包括球头螺杆(2-3-1)、螺母(2-3-2)，固定支座(1-5-1)与螺纹副(2-3)的螺母(2-3-2)通过过盈配合连接，减速电机(2-1)的输出转轴与螺纹副(2-3)的球头螺杆(2-3-1)间隙配合，球头螺杆(2-3-1)的球头与笼形柔铰(1-4-1)四个面上的长方形悬臂杆接触。


2.如权利要求1所述的基于柔性铰链的微位移机构，其特征在于：所述镜筒柔铰(1-3-1)与笼形柔铰(1-4-1)对接的一端设计有八爪形固定块，笼形柔铰(1-4-1)前端设有4个螺纹孔、4个第二定位销孔，其中4个螺纹孔与4个第二定位销孔间隔分布，固定块对应笼形柔铰(1-4-1)前端的第二定位销孔设有第一定位销孔，固定块对应笼形柔铰(1-4-1)的前端的螺纹孔设有固定孔，固定时使用第一定位销(1-3-3)穿过镜筒柔铰(1-3-1)上第一定位销孔对应钉入笼形柔铰(1-4-1)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆国兴，龚姣，姚晓峰，
申请(专利权)人：武汉中和海洋光讯有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42