[实用新型]一种大柔度高精度柔性铰链

说明书

本实用新型提供一种大柔度高精度柔性铰链，包括柔性铰链主体，其特征在于,所述柔性铰链主体为长方体结构，所述柔性铰链主体上设置有曲线弧穿孔和矩形穿孔，所述曲线弧穿孔和矩形穿孔的切割长度不相同，所述曲线弧穿孔的切割长度小于矩形穿孔的切割长度。本实用新型采用混合柔性铰链设计理念，使其具有大柔度和高精度的特性；采用非对称式设计，在结构紧凑的工作条件下，进一步提高柔性铰链的转动能力；在直梁段设置有孔隙结构，更进一步提高了转动幅度，因而更适合于大柔度、高精密的光学仪器及精密机械中。

技术领域

本实用新型涉及铰链技术领域，具体是一种大柔度高精度柔性铰链。

背景技术

柔性铰链具有无间隙、无润滑、无机械摩擦、结构紧凑、灵敏度高、能量转化率高和位移分辨率高等诸多优点，它利用自身的柔性单元在外力作用下产生的微小变形来传递和转化能量，并且具有弹性恢复力，因而消除了摩擦和回退空程，已经被广泛应用于微机电系统、精密机械、光学工程、超精加工、仿生机器人和微纳定位等诸多领域。传统的缺口型柔性铰链按其缺口形状的不同，可以分为直梁型柔性铰链、椭圆型柔性铰链、圆弧型柔性铰链、双曲线型柔性铰链和抛物线型柔性铰链等。不同柔性铰链的性能也各不相同，比如椭圆柔性铰链转动柔度大，但回转精度较低；圆弧型柔性铰链转动柔度小，但回转精度较高。柔性铰链是柔顺机构的最小单元，其性能的好坏将直接影响柔顺机构的性能。随着精密制造行业和微纳米技术的快速发展，对柔性铰链的性能也提出了更高的要求，因此柔性铰链的转动柔度和回转精度亟待提高。

发明内容

为了提高柔性铰链的转动柔度和回转精度，首先要打破传统柔性铰链的设计均采用全对称的设计理念，因为全对称的特性将会限制柔性铰链回转范围和回转精度的提高，基于非对称式和复合型柔性铰链的设计理念，本实用新型提供一种大柔度高精度柔性铰链。

本实用新型实现发明目的采用如下技术方案：

一种大柔度高精度柔性铰链，包括柔性铰链主体，其特征在于,所述柔性铰链主体为长方体结构，所述柔性铰链主体上设置有曲线弧穿孔和矩形穿孔，所述曲线弧穿孔设置有两个，且沿着横轴成镜像对称布置，所述曲线弧穿孔的侧面向内凹，所述矩形穿孔设置有两个，且沿着横轴成镜像对称布置。

作为优选，所述曲线弧穿孔和矩形穿孔的切割宽度相同，且与柔性铰链主体的宽度相同。

作为优选，所述曲线弧穿孔和矩形穿孔的切割高度相同，且小于柔性铰链主体高度的一半。

作为优选，所述曲线弧穿孔和矩形穿孔的切割长度不相同，所述曲线弧穿孔的切割长度小于矩形穿孔的切割长度，所述曲线弧穿孔和矩形穿孔的切割长度之和小于柔性铰链主体的长度。

作为优选，所述曲线弧穿孔的曲线弧是正弦函数四分之一周期内的曲线轮廓，且曲线弧穿孔的曲面刚好和矩形穿孔的平面相切。

作为优选，所述柔性铰链主体的表面设置有孔隙结构，所述孔隙结构全部为通孔。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果体现在：本实用新型结构简单，采用混合柔性铰链设计理念，充分发挥了柔性铰链的工作性能。采用非对称式设计，使此种柔性铰链具有旋转中心可调的特性，在结构紧凑的工作条件下，进一步提高柔性铰链的转动能力。在直梁段设置有孔隙结构，更进一步提高了转动幅度，保证了大柔度的转动能力。因此，本实用新型柔性铰链的偏转角度、转动柔度和回转精度均超过传统类型的柔性铰链。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种大柔度高精度柔性铰链的结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种大柔度高精度柔性铰链的正视示意图；

图3是本实用新型提供的一种大柔度高精度柔性铰链的俯视示意图

图4是本实用新型提供的一种大柔度高精度柔性铰链的一个具体实施例的结构示意图；