一种柔性铰链制造技术

本发明专利技术是一种圆锥曲线导角V型柔性铰链，包括柔性铰链主体，其特征在于，所述的柔性铰链主体为矩形立方体，柔性铰链主体上设有一组对称凹槽，两圆锥曲线顶点间距为柔性铰链最小厚度t，两圆锥曲线的两焦点（OuOd）连线与铰链厚度方向垂直。凹槽曲线由直线和圆锥曲线组成。所述曲线的尺寸依据所述柔性铰链主体的高度H，且H远大于t，此为柔性铰链的一个基本单元。柔性铰链可以由多个基本单元组成的一个整体，实现多自由度方向的角度偏移和调整。本发明专利技术具有运动方程简单、精度高、灵敏度高且结构简单和形状规则等优点。与传统的圆弧柔性铰链相比，所述柔性铰链具有更高的刚度范围，进一步增加了柔性铰链的转动幅度，因此尤其适用于智能控制机构。智能控制机构。智能控制机构。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性铰链


[0001]本专利技术涉及一种圆锥曲线导角V型柔性铰链，主要应用于智能控制属于超精密制造设备领域。

技术介绍

[0002]传统机械铰链是通过机械接触转动实现两个刚体之间角度的偏转和调整，不仅具有结构复杂和尺寸较大，而且精度低、灵敏度差、存在摩擦发热等缺点，不利于智能控制和超精密运动控制。
[0003]柔性铰链具有结构紧凑、形状简单、精度高、近零摩擦和无发热等优点，根本上解决了接触碰撞和摩擦发热等复杂非线性问题，广泛应用于微电子制造装备、超精密运动机构、半导体检测等超精密制造领域。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有技术上不足和改进需求，克服传统机械轴承结构复杂、精度差和摩擦发热等缺点，设计了一种具有结构紧凑、制作方便和形状简单、而且具有刚度范围大、精度高、无摩擦等优点的柔性铰链。
[0005]为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术手段实现的：设计了一种圆锥曲线导角V型柔性铰链，包括柔性铰链主体，其中：所述的柔性铰链是主体为矩形立方体，柔性铰链主体上设有一组对称凹槽，凹槽曲线线条由直线和圆锥曲线两部分组成。
[0006]所述的柔性铰链的两圆锥曲线顶点间距为柔性铰链最小厚度t，两圆锥曲线的两焦点（O
u
O
d
）连线与铰链厚度垂直。
[0007]所述曲线的尺寸依据所述柔性铰链主体的高度H，且H远大于t，此为柔性铰链的一个基本单元。
[0008]所述的柔性铰链是由多个基本单元组成的一个整体，柔性铰链多个组成单元的轴向既可以平行也可以垂直。多个基本单元组成的柔性铰链可以完成多维方向的角度偏移和调整。
[0009]所述的柔性铰链通过压电陶瓷结构伸缩实现柔性铰链在小角度范围转动，完成高精度角度调整变化。
附图说明
[0010]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明图1是圆锥曲线导角V型柔性铰链1个基本单元，柔性铰链主体上设有一组对称凹槽，两圆锥曲线顶点间距为柔性铰链最小厚度t，两圆锥曲线的两焦点（O
u
O
d
）连线与铰链厚度垂直，凹槽曲线线条是由直线和圆锥曲线两部分组成。
[0011]图2是单轴单自由度圆锥曲线导角V型柔性铰链。
[0012]图3是2轴2自由度圆锥曲线导角V型柔性铰链。
[0013]图4是3轴3自由度圆锥曲线导角V型柔性铰链。
[0014]图5是基于压电驱动的单自由度圆锥曲线导角V型柔性铰链。
具体实施方式
[0015]为了更具体的阐述本专利技术的目的、技术方案及优点，下面通过借助实施例和附图，对本专利技术进行进一步详细说明。此处所描述的实施例仅是说明性，非限定性的，本专利技术的保护范围不受这些实施例的限制。
[0016]附图1是本专利技术所设计柔性铰链的1个基本单元，柔性铰链主体上设有一组对称凹槽，凹槽曲线线条是由直线和圆锥曲线两部分组成。
[0017]附图2(a)是2个基本单元组成的单轴单自由度柔性铰链；图2(b)是2个基本单元组成的单轴单自由度柔性铰链（L型）。
[0018]附图3(a)是2个基本单元组成的2轴2自由度柔性铰链（直线型）；图3(b)是2个基本单元组成的2轴2自由度柔性铰链（L型）。
[0019]附图4(a)是3个基本单元组成的3轴3自由度柔性铰链（T型）；附图4(b)是3个基本单元组成的3轴3自由度柔性铰链（Z型）。
[0020]附图5是单个基于压电驱动的单自由度圆锥曲线导角V型柔性铰链。压电陶瓷材料两端与铰链相连，压电陶瓷伸缩控制柔性铰链的角度调整和偏移。
[0021]按照上述附图的结构，还可以组合出更多的多轴多自由度柔性铰链。
[0022]以上所述为本专利技术的最佳实施例而已，但本专利技术不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本专利技术所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本专利技术保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆锥曲线导角V型柔性铰链，其特征在于，柔性铰链主体为矩形立方体，柔性铰链主体上设有一组对称凹槽，两圆锥曲线顶点间距为柔性铰链最小厚度t，两圆锥曲线的两焦点（O
u
O
d
）连线与铰链厚度垂直。2.根据权利要求1所述的柔性铰链，其特征在于，所述的铰链的凹槽曲线线条是由直线和圆锥曲线两部分组成。3.根据权利要求1所述的柔性铰链，其特征在于，所述的铰链是1个基本单元构成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：于普良，徐珲，罗强，夏巨兴，李世泽，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：