一种大变形柔性机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铰链，尤其涉及一种大变形柔性机构。
【背景技术】
[0002]柔性铰链是经过一体化设计和加工并利用材料弹性变形来实现预期运动的具有一定形状的特殊运动副。大多数微/纳米操作定位平台都是使用柔性铰链作为弹性活动关节连接而成的柔性机构，具有无间隙、无摩擦、免润滑和高分辨率等一系列优点。但是传统的缺口型柔性铰链运动行程很小，应用领域受到限制。目前现有的大变形柔性铰链形式多样，但是多采用直线簧片作为构成复杂大变形柔性铰链的基本柔性单元，由于直线簧片自身结构特点的限制，使得在圆形构型中由直线簧片构成的柔性铰链运动行程较小。
[0003]目前现有的大变形柔性铰链形式多样，但是多采用直线簧片作为构成复杂大变形柔性铰链的基本柔性单元，由于直线簧片自身结构特点的限制，使得在圆形构型中由直线簧片构成的柔性铰链运动行程较小。
【发明内容】
[0004]为克服上述技术问题，本发明提供一种大变形柔性机构。
[0005]本发明所采取的技术方案:
[0006]一种大变形柔性机构，由两个大变形柔性铰链串联组成，大变形柔性铰链包括6个曲线薄板柔性单元、3个内臂和外圈，所述的6个曲线薄板柔性单元一端汇聚固定在中心点上，另一端均匀分布固定在外圈上，6个曲线薄板柔性单元两两轴对称，形成曲线薄板柔性单元组，3组曲线薄板柔性单元组关于中心点中心对称，3个内臂分别处在3组曲线薄板柔性单元组的对称轴位置处，内臂一端固定在中心点上，另一端连接有机械输入接口，所述的外圈上2组相邻的曲线薄板柔性单元组间设有一个机械输出接口。
[0007]所述的单组柔性机构通过连接在大变形柔性铰链外围上的弹性连接板相互连接。
[0008]本发明的有益效果:本发明的利用曲线薄板柔性单元组建成分布式叶片形转动柔性铰链，当铰链中心受到转矩作用时，柔性铰链不会产生转动中心漂移的现象，纯扭矩驱动下，铰链变形位置误差不超过2 %，转动误差不超过9 %。
【附图说明】
[0009]图1为本发明大变形柔性铰链结构示意图。
[0010]图2为本发明大变形柔性机构结构示意图。
[0011]其中:1_弹性连接板；2_大变形柔性铰链；3_单组柔性机构；4_曲线薄板柔性单元;5-外圈;6_机械输出接口 ；7_机械输入接口 ；8-内臂；9-中心点。
【具体实施方式】
[0012]一种大变形柔性机构，由两个大变形柔性铰链2串联组成，大变形柔性铰链2包括6个曲线薄板柔性单元4、3个内臂8和外圈5，所述的6个曲线薄板柔性单元4 一端汇聚固定在中心点9上，另一端均匀分布固定在外圈5上，6个曲线薄板柔性单元4两两轴对称，形成曲线薄板柔性单元组，3组曲线薄板柔性单元组关于中心点9中心对称，3个内臂8分别处在3组曲线薄板柔性单元组的对称轴位置处，内臂8 一端固定在中心点9上，另一端连接有机械输入接口 7，所述的外圈5上2组相邻的曲线薄板柔性单元组间设有一个机械输出接P 6。
[0013]所述的单组柔性机构3通过连接在大变形柔性铰链2外围5上的弹性连接板I相互连接。
[0014]固定单组柔性机构3中的6个内臂，在大变形柔性铰链2的外围5上施加纯转矩，使外圈产生转动，当铰链在转动时，有3个曲线薄板柔性单元4所受最大应力较大，是起主要作用的单元，另外3个曲线薄板柔性单元4所受最大应力较小，是起次要作用的单元，在大变形柔性铰链2转动。
【主权项】
1.一种大变形柔性机构，其特征在于，所述的大变形柔性机构(3)由两个大变形柔性铰链(2)串联组成。2.根据权利要求1所述的大变形柔性机构，其特征在于，所述的大变形柔性铰链包括6个曲线薄板柔性单元(4)、3个内臂⑶和外圈(5)，所述的6个曲线薄板柔性单元(4) 一端汇聚固定在中心点(9)上，另一端均匀分布固定在外圈(5)上，6个曲线薄板柔性单元(4)两两轴对称，形成曲线薄板柔性单元组，3组曲线薄板柔性单元组关于中心点(9)中心对称，3个内臂⑶分别处在3组曲线薄板柔性单元组的对称轴位置处，内臂⑶一端固定在中心点(9)上，另一端连接有机械输入接口(7)，所述的外圈(5)上2组相邻的曲线薄板柔性单元组间设有一个机械输出接口(6)。3.根据权利要求2所述的大变形柔性铰链，其特征在于，所述的单组柔性机构(3)通过连接在大变形柔性铰链(2)外围(5)上的弹性连接板(I)相互连接。
【专利摘要】一种大变形柔性机构，由两个大变形柔性铰链串联组成，大变形柔性铰链包括6个曲线薄板柔性单元、3个内臂和外圈，所述的6个曲线薄板柔性单元一端汇聚固定在中心点上，另一端均匀分布固定在外圈上，6个曲线薄板柔性单元两两轴对称，形成曲线薄板柔性单元组，3组曲线薄板柔性单元组关于中心点中心对称，3个内臂分别处在3组曲线薄板柔性单元组的对称轴位置处，内臂一端固定在中心点上，另一端连接有机械输入接口。本发明的利用曲线薄板柔性单元组建成分布式叶片形转动柔性铰链，当铰链中心受到转矩作用时，柔性铰链不会产生转动中心漂移的现象，纯扭矩驱动下，铰链变形位置误差不超过2％，转动误差不超过9％。
【IPC分类】F16D3/16
【公开号】CN104948597
【申请号】CN201510279488
【发明人】田振明
【申请人】天津固特金属制品有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月27日