[发明专利]双片簧型无轴漂柔顺关节

说明书

一种双片簧型无轴漂柔顺关节，该关节采用线切割机床一体化加工或分体式加工装配；左连杆的中间为圆弧结构两端为直线段，右连杆为圆柱结构；所述上片簧和下片簧为对称的圆弧形状且对称设置在右连杆的两端；上片簧和下片簧的圆弧结构端与左连杆连接；左连杆、上片簧、下片簧、右连杆中间组成封闭的空心区；本结构采用两个完全相同的圆弧形片簧巧妙地实现了柔顺关节的转动轴心在转动过程中无漂移；双片簧型柔顺关节的结构内应力小，提高了转动范围及疲劳寿命，加强了连杆的承载能力以及非功能方向上的结构刚度；本发明结构简单，方便采用线切割机床一体化加工，避免了装配误差引入，也可采用分体式加工装配。

技术领域

本发明涉及一种柔顺关节，具体地说，是指一种双片簧型无轴漂柔顺关节。

背景技术

柔顺关节是一种在外部力或力矩的作用下，利用材料的弹性变形在相邻刚性杆件之间产生相对运动的一种运动副的结构形式，与传统的刚性运动副的结构有很大不同。柔顺关节是柔顺机构中一种典型的柔顺元素。相较于传统的刚性关节(机构)，柔顺关节及柔顺结构具有很多优点：(1)无间隙和摩擦，可实现较高精度的运动；(2)免于磨损，提高寿命；(3)免于润滑，避免污染；(4)可以一体化(或整体化)设计和加工；(5)高速运动时可以有效缓解冲击且没有碰撞。可以运用在微定位、微进给、微姿态调整、微执行器、微操作及微装配等领域。但是传统的切口型柔顺关节运动范围小，难以适应一些大转角的场合。而普通的片簧型柔顺关节的运动范围虽然增大了，但是转动过程中轴漂严重，并且离轴刚度差，在大变形的情况下难以提高转动精度。

在公开号CN2459740Y中公开了一种在矩形立方体相对的两个面分别制有圆弧底的凹槽的柔顺关节，该柔顺关节的两个圆弧之间为实心设计，存在转动范围小、应力大等问题，不适合大变形情况下使用。

在公开号CN101025187A中公开了一种在一个矩形立方体的相对两个面上对称切割有左右两个片簧，在矩形立方体的纵向中心上切有纵向筋，在矩形立方体的横向中心上切有横向筋，纵向筋将矩形立方体分隔为上下两个杆。该柔顺关节采用中空设计，是在公开号CN2459740Y的基础上改进为类似片簧型的设计，但是纵向筋和横向筋的内应力依旧很大，实际有效转角不大。由于该设计本质上和公开号CN2459740Y中的设计一样，所以在转动过程中轴漂严重。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双片簧型无轴漂柔顺关节，通过在柔顺关节的两个刚性连杆上对称设置两个完全相同的圆弧形簧片实现了柔顺关节的无轴漂转动，增大了柔顺关节的运动范围，加强了连杆的承载能力以及非功能方向上的结构刚度，可采用线切割机床一体化加工或分体式加工装配。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种双片簧型无轴漂柔顺关节，其包括左连杆1、上片簧2、下片簧3、右连杆4和空心区5；上述关节采用线切割机床一体化加工或分体式加工装配；一体化加工是在一个矩形立方体的左侧和右侧切割有左连杆1和右连杆4，在上侧和下侧对称切有上片簧2和下片簧3，上片簧2、下片簧3与左连杆1形成空心区5。分体式加工装配是分别加工左连杆1、上片簧2、下片簧3、右连杆4，再通过螺栓连接或者焊接等方式进行组装；所述左连杆1的中间为圆弧结构两端为直线段，右连杆4为圆柱结构；所述上片簧2和下片簧3为对称的圆弧形状且对称设置在右连杆4的两端；上片簧2和下片簧3的圆弧结构端与左连杆1连接；左连杆1、上片簧2、下片簧3、右连杆4中间组成封闭的空心区5；本结构组成的柔顺关节使得其在转动范围大的同时转动轴心没有漂移。

本发明双片簧型无轴漂柔顺关节的有点：

1、采用两个完全相同的圆弧形片簧巧妙地实现了柔顺关节的转动轴心在转动过程中无漂移。

2、双片簧型柔顺关节的结构内应力小，提高了转动范围及疲劳寿命，加强了连杆的承载能力以及非功能方向上的结构刚度。

3、结构简单，方便采用线切割机床一体化加工，避免了装配误差引入，也可采用分体式加工装配。