[发明专利]柔性铰链模块、柔性铰链模块加工辅助装置及方法

说明书

本发明公开了一种柔性铰链模块、柔性铰链模块加工辅助装置及方法，该柔性铰链模块为直梁型柔性铰链，所述柔性铰链模块包括多个模块座及串联在模块座之间的单元铰链，所述模块座包括第一模块座和第二模块座，第一模块座和第二模块座上均设置有连接单元，所述连接单元用于实现第一模块座与第二模块座之间的刚性连接，所述刚性连接为可拆卸连接。所述加工辅助装置及加工方法与所述柔性铰链模块的结构设计对应。本方案提供的柔性铰链模块结构设计、辅助工具的结构设计以及相应的加工方法，可有效提升柔性铰链模块加工的产品合格率。

技术领域

本发明涉及称重传感器技术领域，特别是涉及一种柔性铰链模块、柔性铰链模块加工辅助装置及方法。

背景技术

柔性铰链模块是构成精密天平的关键部件，通过模块上多个柔性铰链的作用，将微小位移精确转换为可供识别的信号。该传感器模块不仅用于高精度称重，在高灵敏度振动感知、灾害监控和军事领域也有诸多应用。

影响柔性铰链模块机械性能的关键因素是模块上的多个柔性铰链，柔性铰链是一种典型的薄壁结构，为了满足使用，对薄壁处的表面质量和圆弧(针对直梁型柔性铰链，圆弧为凹槽局部或全部)形状尺寸有严格要求，在最薄处厚度往往只有0.1mm左右，且各处铰链厚度一致性要求较高。

柔性铰链模块模块一般采用铝合金材料，强度并不高。柔性铰链的加工涉及多种工艺，包括铣削、线切割、电火花、研磨和抛光等。传统加工工艺中，由于其结构的特殊性，在加工过程中受加工应力和变形的影响，铰链极易断裂，成品率不高，整体加工难度很大；区别于传统加工工艺，现目前采用电火花摇动加工的方法，虽然加工切削力小，可以较好地保证铰链处的形状，线切割加工具有较高的加工精度，能够很好地满足尺寸要求，但电火花和线切割加工会不可避免地在加工表面形成变质层和微观缺陷，影响零件的强度和疲劳寿命，而且线切割只能加工贯通结构，对非贯通处的铰链结构无法加工，采用铣削加工时，由于铰链处剩余厚度太小，工件易发生变形，甚至断裂，成品率不高。

针对柔性铰链模块的加工问题，设计出一种可保证产品合格率的柔性铰链加工技术，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述提出的针对柔性铰链模块的加工问题，设计出一种可保证产品合格率的柔性铰链加工技术，是本领域技术人员亟待解决的技术问题，本发明提供了一种柔性铰链模块、柔性铰链模块加工辅助装置及方法。本方案提供的柔性铰链模块结构设计、辅助工具的结构设计以及相应的加工方法，可有效提升柔性铰链模块加工的产品合格率。

针对上述问题，本发明提供的柔性铰链模块、柔性铰链模块加工辅助装置及方法通过以下技术要点来解决问题：柔性铰链模块，该柔性铰链模块为直梁型柔性铰链，所述柔性铰链模块包括多个模块座及串联在模块座之间的单元铰链，所述模块座包括第一模块座和第二模块座，第一模块座和第二模块座上均设置有连接单元，所述连接单元用于实现第一模块座与第二模块座之间的刚性连接，所述刚性连接为可拆卸连接。

现有技术中，针对直梁型柔性铰链模块上单元铰链的加工，一般采用在完成其余部分的成型加工后，再进行凹槽加工。即此时完成了模块座的加工、单元铰链上直梁的加工，仅需要在直梁两端分别加工如两个凹槽，获得完整的单元铰链即可。以上凹槽的加工一般被认定为柔性铰链模块加工过程中的精加工，现有技术中完成所述凹槽加工的工艺虽然有多种，如铣削、线切割、电火花、研磨和抛光等，同时这些加工工艺中，虽然线切割和电火花加工等能够解决加工精度的问题，但不可避免地在凹槽表面上形成变质层和微观缺陷，影响模块的强度和疲劳寿命，而且线切割的使用具有一定的局限性；采用铣削、磨削等加工时，由于铰链处剩余厚度太小，工件易发生变形，甚至断裂。以上由于柔性铰链模块本身的结构特性，导致现有柔性铰链模块的成品合格率不高。