本发明专利技术公开了一种斜置簧片组合的一维柔性直线导引机构，该导引机构由前部模块和后部模块组成，且后部模块的结构是前部模块竖直转过１８０°的结构，前部模块和后部模块均为一体成型件，是在一平板上采用线切割技术切割制得，前部模块和后部模块上分别设有八个簧片、四个中间连接块、三个连接块和一个连接块。本发明专利技术导引机构采用了多簧片在空间交叉但并不在交叉点处固定的设计，使得铰链的内应力减小，寿命提高。前部模块和后部模块上的每个运动单元中簧片设计成正“Ｚ”与倒“Ｚ”互补形式，使得导引机构结构紧凑、体积小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种柔性铰链。更特别地说，是指一种具有大变形、高精度的斜置簧 片组合的一维柔性直线导引机构。
技术介绍
柔性铰链是指在外部载荷的作用下，利用材料的弹性变形在相邻刚体间传递力和 能量，从而产生相对平移或转动的一种结构形式。相比于传统的刚性铰链，柔性铰链 在成本和性能两方面都具有得天独厚的优势(1)无需润滑，避免了污染，降低了 维护成本；(2)无间隙，无摩擦提髙了重复精度；(3)紧凑性减小了结构重量；(4) 可以在真空、低温等恶劣的环境下工作。可应用于^:动工作台、光学自动聚焦系统等 精密、超精密传动和定位等场合。直线导引机构作为一种特殊的机构，有着较大的应用需求。为了实现高精度(误 差小于1//m)，大多采用了柔性铰链来满足性能要求。然而现有的柔性直线导引机构 行程较小(小于5m附)，运动精度不高，极大限制了这类机构的应用范围。 专利技术 内 容本专利技术的目的是提供一种具有大变形、高精度的斜置簧片组合的一维柔性直线导 引机构，该导引机构中的前部模块和后部模块均为在同一平板上，运用线切割技术切 割制得。前部模块和后部模块采用簧片的交叉布置，在实现大行程的同时达到了很高 的运动精度，并且可以承受较大的有效载荷。本专利技术的一种斜置簧片组合的一维柔性直线导引机构，该导引机构由前部模块和 后部模块组成；后部模块的结构是前部模块竖直转过180°的结构。前部模块和后部 模块上分别设有多个上簧片、下簧片，设置在中间连接块上方称上簧片，设置在中间连接的下方的簧片称为下簧片，上簧片与中间连接块的上板面形成的夹角称为上夹角 -=30° 40° ，上夹角有尼=/ 2 =足=凡=尽=凡=仄=几=30° 40° ;下簧片与中间连接块的下板面形成的夹角称为下夹角"=30° 40° ，下夹角有", = "3 = a4 =a5 =a6 =a7 =as=30° 40° ;在同一导引机构中上夹角p与下夹角"的角度保持相等。前部模块和后部模块均为一体成型件，是在一平板上采用线 切割技术切割制有八个簧片、四个中间连接块、三个上连接块和一个下连接块。 本专利技术斜置簧片组合的一维柔性直线导引机构的优点在于(1) 前部模块与后部模块釆用竖直转过180°结构相同的设计，通过多簧片在空间 交叉但并不在交叉点处固定的设计，使得铰链的内应力减小，寿命提高。(2) 每个运动单元中簧片设计成正"Z"与倒"Z"互补形式，整个导引机构结构 紧凑、体积小。(3) 在前部模块与后部模块的结合处采用螺钉与垫块的连接形式，提高了柔性直线 导引机构的刚度，使承载能力加强，固有频率增加。(4) 本专利技术设计的柔性机构在水平中心线方向上运动，能够实现高精度、大行程的 一维移动，适用于大行程的柔性精密定位系统。附图说明图1是本专利技术斜置簧片组合的一维柔性直线导引机构的结构图。图1A是图1的后l见图。图1B是图1的分解图。图2是本专利技术前部模块的结构图。图2A是本专利技术第一运动单元的结构图。图2B是本专利技术第三运动单元的结构图。图2C是本专利技术第二运动单元的结构图。图3是本专利技术后部模块的结构图。图3A是本专利技术第四运动单元的结构图。图3B是本专利技术第六运动单元的结构图。图3C是本专利技术第五运动单元的结构图。图中 l.前部模块 101.A簧片 lOla.上板面 102.B簧片102a.上板面 103.C簧片 103a.上板面 104.D簧片104a.上板面105.E簧片 105a.下板面 106.F簧片 106a.下板面 107.G簧片107a.下板面108.H簧片108a.下板面lll.A连接块112.B连接块113.C连接块121.A中间连接块121a,上板面121b.下板面122.B中间连接块122a.上板面122b.下板面123.C中间连接块123a.上板面123b.下板面124.D中间连接块124a.上板面124b.下板面131.前连接块2.后部模块201.1簧片201a.上板面202.J簧片202a.上板面203.K簧片203a.上板面204丄簧片204a.上板面205.M簧片205a.下板面206.N簧片206a.下板面207.0簧片207a.下板面208.P簧片208a.下板面211.D连接块212.E连接块213.F连接块221.E中间连接块221a.上板面221b.下板面222.F中间连接块222a.上板面222b.下板面223.G中间连接块223a.上板面223b.下板面224.H中间连接块224a.上板面224b.下板面231.后连接块3.垫块具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。参见图1、图1A、图IB所示，本专利技术的一种斜置簧片组合的一维柔性直线导 引机构，该导引机构由前部模块1和后部模块2组成；前部^莫^il和后部模块2上 分别设有多个上簧片、下簧片，设置在中间连接块上方称上簧片，设置在中间连接的 下方的簧片称为下簧片，上簧片与中间连接块的上板面形成的夹角称为上夹角〃 = 30。 40° ，上夹角有A-A-A-A-A-A-A-A-30。 40° ;下簧 片与中间连接块的下板面形成的夹角称为下夹角"=30° 40° ，下夹角有^-"2 =a3 = a4 = a5-a6 = a7=a8 = 30° 40° ;在同一导引机构中上夹角々与下夹角 "的角度保持相等。前部模块1与后部模块2的结合处分别设有通孔(通孔是设在 前部模块1上)、螺纹孔(螺纹孔是设在后部模块2上)，并且在装配时，前部模块1 上的通孔与后部模块2上的螺纹孔对齐位置处放置有垫块3，垫块3上也设有通孔， 采用螺钉的螺纹端穿过前部模块1上的通孔、垫块3上的通孔、后部模块2上的螺 纹孔实现将前部模块1与后部模块2组合安装在一起。在本专利技术中，螺钉的端部设 有螺纹，该螺钉的结构为一常规结构，故不作详细说明。在本专利技术中，采用螺钉进行 固定这是一个常规技术，故不作详细说明。在前部模块1与后部纟莫块2的接合处应 用一个垫块，以及在垫块上打一个或两个通孔，这也是现有技术，故不作详细说明。(一)前部模块1参见图1、图1A、图1B、图2所示，前部模块1为一体成型件，是在一平板 上采用线切割技术切割制得。前部模块1上设有八个簧片、四个中间连接块、三个 连接块和一个前连接块131。八个簧片是指结构相同的A簧片101、 B簧片102、 C簧片103、 D簧片104、 E簧片105、 F簧片106、 G簧片107和H簧片108。四个中间连接块是指结构相同的A中间连接块121、 B中间连接块122、 C中 间连接块123和D中间连接块124;四个中间连接块分别设置在三个连接块与前连 接块131之间；三个连接块是指A连接块111、 B连接块112和C连接块113。参见图2A所示，A连接块111与A中间连接块121之间有E簧片105， A连 接块lll、 E簧片105和A中间连接块121形成第一个正"Z"形状单元，且E簧 片105的下板面105a与A中间连接块121的上板面121a之间的夹角记为A (简 称第一上夹角A)， A=30 40° ; A中间连接块121与前连接块131之间有A簧 片101， A中间连接块121、 A簧片101和前连接块131形成第一个倒"Z"形状 单元，且A中间连接块121本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种斜置簧片组合的一维柔性直线导引机构，其特征在于：该导引机构由前部模块（１）和后部模块（２）组成；前部模块（１）与后部模块（２）的结合处采用螺钉、垫块或者螺钉进行安装； 前部模块（１）为一体成型件，是在一平板上采用线切割技术切割制得；前部模块（１）上设有八个簧片、四个中间连接块、三个连接块和一个前连接块（１３１）；八个簧片是指结构相同的Ａ簧片（１０１）、Ｂ簧片（１０２）、Ｃ簧片（１０３）、Ｄ簧片（１０４）、Ｅ簧片（１０５）、Ｆ簧片（１０６）、Ｇ簧片（１０７）和Ｈ簧片（１０８）；四个中间连接块是指结构相同的Ａ中间连接块（１２１）、Ｂ中间连接块（１２２）、Ｃ中间连接块（１２３）和Ｄ中间连接块（１２４）；四个中间连接块分别设置在三个连接块与前连接块（１３１）之间；三个连接块是指Ａ连接块（１１１）、Ｂ连接块（１１２）和Ｃ连接块（１１３）； Ａ连接块（１１１）与Ａ中间连接块（１２１）之间有Ｅ簧片（１０５），Ａ连接块（１１１）、Ｅ簧片（１０５）和Ａ中间连接块（１２１）形成第一个正“Ｚ”形状单元，且Ｅ簧片（１０５）的下板面（１０５ａ）与Ａ中间连接块（１２１）的上板面（１２１ａ）之间的夹角记为β↓［１］；Ａ中间连接块（１２１）与前连接块（１３１）之间有Ａ簧片（１０１），Ａ中间连接块（１２１）、Ａ簧片（１０１）和前连接块（１３１）形成第一个倒“Ｚ”形状单元，且Ａ中间连接块（１２１）的下板面（１２１ｂ）与Ａ簧片（１０１）的上板面（１０１ａ）之间的夹角记为α↓［１］；第一个正“Ｚ”形状单元与第一个倒“Ｚ”形状单元构成第一运动单元１１； Ｂ连接块（１１２）的左端与Ｂ中间连接块（１２２）之间有Ｆ簧片（１０６），Ｂ连接块（１１２）、Ｆ簧片（１０６）和Ｂ中间连接块（１２２）形成第二个正“Ｚ”形状单元，且Ｆ簧片（１０６）的下板面（１０６ａ）与Ｂ中间连接块（１２２）的上板面（１２２ａ）之间的夹角记为β↓［２］；Ｂ中间连接块（１２２）与前连接块（１３１）之间有Ｂ簧片（１０２），Ｂ中间连接块（１２２）、Ｂ簧片（１０２）和前连接块（１３１）形成第二个倒“Ｚ”形状单元，且Ｂ中间连接块（１２２）的下板面（１２２ｂ）与Ｂ簧片（１０２）的上板面（１０２ａ）之间的夹角记为α↓［２］；Ｂ连接块（１１２）的右端与Ｃ中间连接块（１２３）之间有Ｇ簧片（１０７），Ｂ连接块（１１２）、Ｇ簧片（１０７）和Ｃ中间连接块（１２３）形成第三正“Ｚ”形状单元，且Ｇ簧片（１０７）的...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：毕树生，赵宏哲，乔涛，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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