用于围绕两个正交轴线弹性枢转的装置制造方法及图纸

描述了一种用于围绕两个正交轴线进行弹性枢轴的装置(1)以及使用增量制造工艺来制造该装置的方法。该装置(1)可用于诸如背景放映机的投影仪、诸如激光扫描仪的扫描仪或其他形式的显示器或望远镜等。装置(1)包括内框架(10)和外框架(20)。第一柔性弹簧元件(12)和第二柔性弹簧元件(14)延伸到内框架(10)所处的平面之外，并且第三柔性弹簧元件(24)和第四柔性弹簧元件(27)延伸到外框架(20)所处的平面之外。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于围绕两个正交轴线弹性枢转的装置
本专利技术涉及绕两个正交轴进行弹性枢转的装置及其制造方法。该装置可用于诸如背投机的投影仪、诸如激光扫描仪的扫描仪或其它形式的显示器或望远镜等。
技术介绍
US2017/081050公开了一种通过增量制造生产的用于陀螺致动器的托架，该托架具有由飞轮的两侧上的两个轴承或引导元件引导的常平架。常平架子组件由托架和飞轮组成。飞轮可相对于托架绕第一轴线旋转运动。第一轴承位于托架的第一端处，并且第二轴承位于托架的第二端处，上述第一轴承和第二轴承构造成使托架能围绕大致垂直于第一旋转轴线的第二旋转轴线进行旋转运动。
技术实现思路
本专利技术公开了用于绕两个正交轴线进行弹性枢转的装置及其制造方法。该装置可用于诸如背投机的投影仪、诸如激光扫描仪的扫描仪或其它形式的显示器、或诸如无人机相机的相机、或望远镜或其它光学仪器、或需要围绕两个正交轴线进行弹性枢转的其它系统中。在一个方面中，提供了一种用于绕两个正交轴线进行弹性枢转的装置，包括：与外框架同心的内框架；第一柔性弹簧元件和第二柔性弹簧元件，上述第一柔性弹簧元件和第二柔性弹簧元件各自具有近端和远端，第一弹簧元件的近端与内框架一体地形成，而第一弹簧元件的远端与外框架一体地形成，并与第二弹簧元件对角相对地定位，第二弹簧元件的近端与内框架一体地形成，而第二弹簧元件的远端与外框架一体地形成；以及第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件，上述第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件各自具有近端和远端，第三弹簧元件的近端与外框架一体地形成，并与第四弹簧元件对角相对地定位，第四弹簧元件的近端与外框架一体地形成，第一柔性弹簧元件至第四柔性弹簧元件放置成使得第一柔性弹簧元件和第二柔性弹簧元件提供内框架相对于外框架围绕第一轴线的弹性旋转，并且第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件提供外框架围绕与第一轴线正交的第二轴线的弹性旋转。内框架的形状不需要与外框架相同，例如内框架可以是圆的，外框架可以是正方形，或者外框架可以是矩形，内框架可以是椭圆。当处于静止或无张力时，内框架可与外框架共面。同心并不意味着使内框架与外框架共面。对于一些应用场合，该装置可以具有共面的第一框架和第二框架。由于弹簧元件与框架和其它部件以整体方式制造，因此，所需的单个零件的数量比传统装置少得多。第一弹簧元件至第四弹簧元件中的任一个都是弧形或弓形的。这降低了使一个框架相对于另一个框架移动所需的力。内框架与外框架同心.上述第一柔性弹簧元件至第四柔性弹簧元件优选地延伸到由上述相关联的内框架或外框架形成的平面之外。第一弹簧元件至第四弹簧元件的弧形或弓形形式为每个元件形成拱形，上述拱形在内框架与外框架之间延伸、或在外框架与连接件之间延伸、或固定到壳体，其中，拱形的顶部与第一框架或第二框架分别不在同一平面内。第一柔性弹簧元件和第二柔性弹簧元件各自具有近端和远端。第一弹簧元件的近端远离内框架延伸并延伸到内框架所处的平面之外。第一弹簧元件的远端远离外框架延伸并延伸到外框架所处的平面之外。与内框架上的第一弹簧元件对角相对地定位的是第二弹簧元件，第二弹簧元件的近端远离内框架延伸并延伸到内框架所处的平面之外，第二弹簧元件的远端远离外框架延伸并延伸到外框架所处的平面之外。该装置还具有第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件，上述第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件各自具有近端和远端，第三弹簧元件的近端远离外框架延伸并延伸到外框架所处的平面之外。与第三弹簧对角相对地定位的是第四弹簧元件，上述第四弹簧元件的近端与外框架一体地形成。这具有内框架的外周可以与外框架的内表面非常接近的优点。此外，外框架的外表面可以与连接件、固定部或壳体的内壁接近。如果第一弹簧元件至第四弹簧元件中的任何一个与第一框架或第二框架处于同一平面内，则它或它们需要被容纳在内框架与外框架之间或壳体的内壁与外框架之间的空间中。平面外的弹簧不平行于要枢转的结构的平面(例如，所考虑的机构的内框架与外框架)。这具有内框架的外周可以与外框架的内表面非常接近的优点。其结果是，平面外的弧形或弓形的弹簧与位于平面内或大致位于必须枢转的结构(例如内框架或外框架)的平面内的平面弹簧(如锯齿形状的弹簧)相比具有优势，即，弹簧两端之间的距离可以更短。当枢转机构的横向尺寸受到限制时，这尤其有利。即使处于静止状态下，弹簧也具有与图1至图5所示的枢转结构不平行的部分。该优点可用于：(a)在保持弹簧常数不变的同时，减小弹簧两端之间的距离，特别是弹簧与支承结构或框架之间的附连点之间的距离。(b)在保持弹簧两端之间的距离相同的同时，减小弹簧常数(以及弹簧中的应力)。平面弹簧的示例可在US2007139752、US2014340726和EP2455795中找到。从所引用的文献中的图中可以看出，使用的弹簧需要在必须枢转的结构(弹簧的第一端附连到该结构)与支承结构(弹簧的第二端附连到该结构)之间的空间。对于平面外的弹簧，内框架与外框架之间以及外框架与附连有弹簧的端部的壳体的固定部之间所需的空间更小。内框架与外框架可由金属制成。也可以使用高温塑料或陶瓷。第三柔性弹簧和第四柔性弹簧的远端优选地分别附连到第一连接件和第二连接件。第一连接件和第二连接件可以与外框架一体地形成。这提供了良好的强度和较少的零件来组装。内框架与外框架、第一连接件和第二连接件以及第一柔性弹簧至第四柔性弹簧的宽度可以布置成使得在装置的任一侧上形成平坦的表面。这允许在一起制造(多个)装置的堆叠，随后隔离单个装置。内框架和外框架、第一连接件和第二连接件以及第一柔性弹簧至第四柔性弹簧的宽度布置成使得内框架和外框架的表面分别与第一连接件和第二连接件的表面位于同一平面内。本专利技术的另一方面是是如上所述的和权利要求中所述的装置的堆叠。装置的堆叠是指一个器件与其下方或上方的器件一体地制造，使得每个装置可以通过诸如线切割或激光切割的减材加工而从堆叠中隔离。本专利技术的实施方式具有很少的部件，并且可以通过诸如3D打印的增量制造来制造。壳体可附连有如上所述的装置。第一连接件和第二连接件可以附连到壳体。壳体还可以具有一个或多个调节装置，上述调节装置构造成调节内框架相对于外框架围绕第一轴线的弹性旋转和/或调节外框架围绕与第一轴线正交的第二轴线的弹性旋转。在本专利技术的另一个方面中，描述了一种使用增量制造来制造用于围绕两个正交轴线进行弹性枢转的装置的方法，包括以下步骤：形成：与外框架同心的内框架；第一柔性弹簧元件和第二柔性弹簧元件，上述第一柔性弹簧元件和第二柔性弹簧元件各自具有近端和远端，第一弹簧元件的近端与内框架一体地形成，并第一弹簧元件的远端与外框架一体地形成，并与第二弹簧元件对角相对地定位，第二弹簧元件的近端与内框架一体地形成，而第二弹簧元件的远端与外框架一体地形成；以及第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件，上述第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件各自具有近端和远端，第三弹簧元件的近端与外框架一体地形成，并与第四弹簧元件对角相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于围绕两个正交轴线进行弹性枢转的装置，包括：与外框架同心的内框架；第一柔性弹簧元件和第二柔性弹簧元件，所述第一柔性弹簧元件和所述第二柔性弹簧元件各自具有近端和远端，第一弹簧元件的所述近端与所述内框架一体地形成，并远离所述内框架延伸并延伸到所述内框架所处的平面之外，而所述第一弹簧元件的所述远端与所述外框架一体地形成，并远离所述外框架延伸并延伸到所述外框架所处的平面之外，并且与第二弹簧元件对角相对地定位，所述第二弹簧元件的所述近端与所述内框架一体地形成，并远离所述内框架延伸并延伸到所述内框架所处的平面之外，而所述第二弹簧元件的所述远端与所述外框架一体地形成，并远离所述外框架延伸并延伸到所述外框架所处的平面之外；以及第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件，所述第三柔性弹簧元件和所述第四柔性弹簧元件各自具有近端和远端，第三弹簧元件的所述近端与所述外框架一体地形成，并远离所述外框架延伸并延伸到所述外框架所处的平面之外，并且与第四弹簧元件对角相对地定位，所述第四弹簧元件的所述近端与所述外框架一体地形成，并远离所述外框架延伸并延伸到所述外框架所处的平面之外，所述第一柔性弹簧元件至所述第四柔性弹簧元件放置成使得所述第一柔性弹簧元件和所述第二柔性弹簧元件提供所述内框架相对于所述外框架围绕第一轴线的弹性旋转，并且所述第三柔性弹簧元件和所述第四柔性弹簧元件提供所述外框架围绕与所述第一轴线正交的第二轴线的弹性旋转。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180112 EP 18151537.01.一种用于围绕两个正交轴线进行弹性枢转的装置，包括：与外框架同心的内框架；第一柔性弹簧元件和第二柔性弹簧元件，所述第一柔性弹簧元件和所述第二柔性弹簧元件各自具有近端和远端，第一弹簧元件的所述近端与所述内框架一体地形成，并远离所述内框架延伸并延伸到所述内框架所处的平面之外，而所述第一弹簧元件的所述远端与所述外框架一体地形成，并远离所述外框架延伸并延伸到所述外框架所处的平面之外，并且与第二弹簧元件对角相对地定位，所述第二弹簧元件的所述近端与所述内框架一体地形成，并远离所述内框架延伸并延伸到所述内框架所处的平面之外，而所述第二弹簧元件的所述远端与所述外框架一体地形成，并远离所述外框架延伸并延伸到所述外框架所处的平面之外；以及第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件，所述第三柔性弹簧元件和所述第四柔性弹簧元件各自具有近端和远端，第三弹簧元件的所述近端与所述外框架一体地形成，并远离所述外框架延伸并延伸到所述外框架所处的平面之外，并且与第四弹簧元件对角相对地定位，所述第四弹簧元件的所述近端与所述外框架一体地形成，并远离所述外框架延伸并延伸到所述外框架所处的平面之外，所述第一柔性弹簧元件至所述第四柔性弹簧元件放置成使得所述第一柔性弹簧元件和所述第二柔性弹簧元件提供所述内框架相对于所述外框架围绕第一轴线的弹性旋转，并且所述第三柔性弹簧元件和所述第四柔性弹簧元件提供所述外框架围绕与所述第一轴线正交的第二轴线的弹性旋转。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一弹簧元件至所述第四弹簧元件中的任一个都是弧形或弓形的。


3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在静止或无张力时，所述内框架与所述外框架共面。


4.如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述内框架与所述外框架由金属制成。


5.如前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，第三柔性弹簧和第四柔性弹簧的所述远端分别附连到第一连接件和第二连接件。


6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述内框架和所述外框架的宽度、所述第一连接件和所述第二连接件以及所述第一柔性弹簧至所述第四柔性弹簧布置成使得在所述装置的任一侧上形成平坦的表面。


7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述内框架和所述外框架的宽度、所述第一连接件和所述第二连接件以及所述第一柔性弹簧至所述第四柔性弹簧布置成使得所述内框架和所述外框架的表面分别与所述第一连接件和所述第二连接件的表面共面。


8.如前...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·范拉费尔格姆，B·范登波什，
申请(专利权)人：巴科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE