【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及编码器外部设备的连接装置，同时涉及柔性铰链技术应用领域，属于两种的交叉范畴。
技术介绍
1、对于有多自由度旋转运动的场合，球铰链结构比平面铰链结构更紧凑，随着球面电机、并联机构、球面轴承、球面悬挂支撑等技术的发展，球铰链结构的应用逐渐受到重视。随之而来地，球铰角位置的测量也逐渐成为一个需要解决的工程课题。
2、为了应对这个问题，现有技术有两个发展方向。一个方向是在球面运动副之间设计多自由度编码器，如专利cn104132675a和cn115824273a，该方法受制造技术限制，现阶段同成本下精度较单自由度编码器的货架产品有很大差距，是一个发展中的前沿方向。另一个方向是利用机构隔离掉一些运动，保留一个自由度上的相对转动，而后利用成熟的单自由度编码器进行测量，本专利技术属于后者。在隔离其它自由度上的运动时，现有专利技术如cn113587791a通常使用孔轴配合的转动副实现运动的隔离与提取，该类机构的运动范围大、阻力小，但其引入的间隙和摩擦会对一些高精度的运动产生干扰。为此，本专利技术引入柔性支撑结构以避开摩擦和间隙对运动精度的影响。因柔性支撑结构的运动范围有限，且有较大的弹性阻力，相对于专利技术cn113587791a，本专利技术适用于精度要求高、运动范围小的工程背景，如文献《一种精级回转驱动机构的研究》(王新广，范大鹏，刘华等.一种精级回转驱动机构的研究[j].应用光学，2017，38(06)：863-871.)所涉及的一种球铰型精密转台。
3、此外，柔性支撑的引入存在一个变形协调问题，对其它自
4、值得一提的是，专利技术cn113251982a、cn204371975u、cn216794796u也涉及了用于隔离其它方向转动的柔性支撑，但其实际上是用于隔离平面转动副在制造安装时，受制造安装误差影响而引入的其它自由度的角运动，与本专利技术应对的球铰在工作中产生的角运动本质上不同，设计思路与实现效果也不同。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了无摩擦无间隙地提取隔离球铰运动上单一自由度上的角运动，并隔离其它自由度上的运动。为了实现这种技术效果，本专利技术由一个十字板簧(10)，一个板簧圈(20)，两个板簧圈-十字板簧连接件(31)(32)，四个板簧圈-定子连接件(41)(42)(43)(44)组成。定义十字板簧板面的法向为z向。
2、其中板簧圈(20)用于隔离基座绕z向的转动，它包含六个转接件配合面和两组螺钉孔组，均为圆柱面，其中配合面(201)和(202)处于同一圆柱面，分别用于与板簧圈-十字板簧连接件(31)和(32)形成定位关系；经过该柱面定位后，板簧圈(20)与板簧圈-十字板簧连接件(31)和(32)在柱面的径向位置和转动均被定位，轴向位置和转动并未精确定位，考虑到该柱面轴向位置和轴向转动方向上的定位精度对本专利技术的工作性能影响很小，此两项自由度可由普通螺钉孔组(207)进行粗略定位。
3、配合面(203)、(204)、(205)和(206)处于同一圆柱面，分别用于与板簧圈-定子连接件(41)(42)(43)(44)形成定位关系。经过该柱面定位后，板簧圈(20)与板簧圈-定子连接件(41)(42)(43)(44)在柱面的径向位置和转动均被定位，轴向位置和转动并未精确定位，考虑到该柱面轴向位置和轴向转动方向上的定位精度对本专利技术的工作性能影响很小，此两项自由度可由普通螺钉孔组(20e)进行粗略定位。
4、配合面(201)与(202)之间呈180°相对布置，配合面(203)、(204)对称布置于配合面(201)两侧，配合面(205)与(203)之间呈180°相对布置，配合面(206)与(204)之间呈180°相对布置。这样板簧圈(20)就被其上六个配合面分成了六段，配合面(201)与配合面(204)之间的板簧段为板簧段(208)；配合面(204)与配合面(205)之间的板簧段为板簧段(209)；配合面(205)与配合面(202)之间的板簧段为板簧段(20a)；配合面(202)与配合面(206)之间的板簧段为板簧段(20b)；配合面(206)与配合面(203)之间的板簧段为板簧段(20c)；配合面(203)与配合面(201)之间的板簧段为板簧段(20d)；板簧段(209)板簧段(20c)为直线形平面板簧段，板簧段(208)(20a)(20b)(20d)为“弓”字形曲面板簧段，通过“弓”字形曲面板簧段本身的柔性变形，该板簧圈可以隔离绕z向的转动。
5、两个板簧圈-十字板簧连接件(31)和(32)均包含一个与板簧圈(20)配合的圆柱面，分别为配合面(311)和配合面(321)；均包含一个与十字板簧(10)配合的小平面，分别为配合面(312)和配合面(322)；均包含一个与十字板簧(10)配合的定位孔，分别为定位孔(313)和定位孔(323)；配合面(311)与配合面(312)彼此垂直，配合面(321)与配合面(322)彼此垂直；定位孔(313)与配合面(312)彼此垂直，定位孔(323)与配合面(322)彼此垂直。这样，板簧圈-十字板簧连接件(31)和(32)就形成了对板簧圈(20)和十字板簧(10)之间的定位，定位上同时存在两个约束向同自由度的定位面(312)和(322)，受制造装配精度影响，安装时这两个配合面会产生干涉，这种干涉通过十字板簧本身的弹性变形可以协调。
6、除了定位平面外，板簧圈-十字板簧连接件上还具备与板簧圈(20)和十字板簧(10)之间安装用的安装孔组。
7、板簧圈-定子连接件(41)(42)(43)(44)均包含一个与板簧圈(20)配合的圆柱面，分别为配合面(411)、配合面(421)、配合面(431)和配合面(441)；所述板簧圈-定子连接件(41)(42)(43)(44)均包含一个与球铰定子配合的小平面，分别为配合面(412)、配合面(422)、配合面(432)和配合面(442)；所述配合面(411)与配合面(412)彼此垂直，配合面(421)与配合面(422)彼此垂直，配合面(431)与配合面(432)彼此垂直，配合面(441)与配合面(442)彼此垂直。球铰定子上，具备一个可以承接配合面(412)(422)(432)(442)的平面，因为柱面(411)(421)(431)(441)对这四个平面方向上的自由度没有约束，此时这四个平面彼此不会发生干涉问题，即使这四个平面因制造问题彼此不共面，其间的不共面差异会被安装孔的间隙找回，依然不会发生干涉问题。除了定位平面外，板簧圈-定子连接件上还具备与板簧圈(20)和球铰定子之间安装用本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适应球铰的磁栅编码器用无摩擦柔性支撑，其特征在于：由一个十字板簧(10)，一个板簧圈(20)，两个板簧圈-十字板簧连接件(31)(32)，四个板簧圈-定子连接件(41)(42)(43)(44)组成；
2.如权利要求1所述的一种适应球铰的磁栅编码器用无摩擦柔性支撑，其特征在于：所述安装孔组处的连接方式为螺栓连接或铆钉连接。
3.如权利要求1所述的一种适应球铰的磁栅编码器用无摩擦柔性支撑，其特征在于：使用具有与所述零件相同结构功能的部件代替所述零件。
【技术特征摘要】
1.一种适应球铰的磁栅编码器用无摩擦柔性支撑，其特征在于：由一个十字板簧(10)，一个板簧圈(20)，两个板簧圈-十字板簧连接件(31)(32)，四个板簧圈-定子连接件(41)(42)(43)(44)组成；
2.如权利要求1所述的...
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