[发明专利]一种零轴漂大转角交叉簧片式柔性铰链

摘要

本发明属于柔顺机构领域，涉及一种零轴漂大转角交叉簧片铰链式柔性铰链，至少包括左外转动件(1)、右外转动件(2)、刚性中间件(3)、左交叉簧片(4)和右交叉簧片(5)；左交叉簧片(4)和右交叉簧片(5)按交叉线共线的方式放置，右交叉簧片(5)的簧片排列方式与左交叉簧片(4)的簧片排列方式沿交叉线对称；左交叉簧片(4)的上端或下端连接左外转动件(1)，下端或上端连接刚性中间件(3)；右交叉簧片(5)的上端或下端连接右外转动件(2)，下端或上端连接刚性中间件(3)；左外转动件(1)与刚性中间件(3)通过左交叉簧片(4)连接形成左柔性铰链体，右外转动件(2)与刚性中间件(3)通过右交叉簧片(5)连接形成右柔性铰链体，左柔性铰链体和右柔性铰链体的理想转动中心轴同轴。

主权项

1. 一种零轴漂大转角交叉簧片式柔性铰链，其特征是：至少包括左外转动件( 1 )、右外转动件( 2 )、刚性中间件( 3 )、左交叉簧片( 4 )和右交叉簧片( 5 )；左交叉簧片( 4)和右交叉簧片( 5 )按交叉线共线的方式放置，左交叉簧片( 4 )的上端或下端连接左外转动件( 1 )，下端或上端连接刚性中间件( 3 )；右交叉簧片( 5 )的上端或下端连接右外转动件( 2 )，下端或上端连接刚性中间件( 3 )；左外转动件( 1 )与刚性中间件( 3 )通过左交叉簧片( 4 )连接形成左柔性铰链体，右外转动件( 2 )与刚性中间件( 3 )通过右交叉簧片( 5 )连接形成右柔性铰链体，左柔性铰链体和右柔性铰链体的理想转动中心轴同轴；当左外转动件( 1 )和右外转动件( 2 )分别连接不同的物体且任何一端受到外部转矩作用时，左交叉簧片( 4 )和右交叉簧片( 5 )发生弯曲变形，使左外转动件(1 )和右外转动件( 2 )产生相对转动；所述的左外转动件( 1 )是刚体结构，其一侧连接左交叉簧片( 4 )的上端或下端；右外转动件( 2 )是刚体结构，其结构尺寸可与左外转动件( 1 )相同或不同，其一侧连接右交叉簧片( 5 )的上端或下端；刚性中间件( 3 )是刚体结构，其一侧连接左交叉簧片( 4 )和右交叉簧片( 5 )的下端或上端；左外转动件( 1 )、右外转动件(2 )和刚性中间件( 3 )是环状结构、矩形结构或六边形结构形式；左外转动件( 1 )和右外转动件( 2 )与刚性中间件( 3 )之间有一定的间隙；所述的柔性铰链为两个串联连接，两个串联连接柔性铰链结构尺寸相同，两个串联连接柔性铰链转动轴共线放置，中间相邻的两个外转动件固接构成两级串联柔性铰链；固定两端的两个外转动件，在中间的外转动件上施加转矩，则中间的外转动件相对于两端的外转动件有转动，且轴漂为零；所述的左交叉簧片( 4 )和右交叉簧片( 5 ) 分别由两个平板状簧片以一定的角度交叉放置构成，簧片厚度远小于其长度和宽度，受力易发生弯曲变形；左交叉簧片( 4 )的交叉角度α和右交叉簧片( 5 )的交叉角度β相同，交叉线在簧片长度方向的几何中心处，簧片之间无连接；左交叉簧片( 4 )和右交叉簧片( 5 )的簧片尺寸相同，交叉线共线；所述的柔性铰链为多个串联连接使用，将多个柔性铰链的转动中心轴重合，相邻的两个外转动件固接构成多级串联柔性铰链，其转角成倍数增加，轴漂仍为零。