一种偏角可调柔性铰链结构制造技术

本发明专利技术涉及柔性铰链技术领域，尤其涉及一种偏角可调柔性铰链结构。其技术方案包括至少两组调节组件，每组调节组件包括至少一个刚性块和一个转角连接块，所述转角连接块用于连接刚性块，并与刚性块之间形成变形开口；相邻两组调节组件共用同一个刚性块，以使多组调节组件之间通过对称和/或正交方式组合连接，实现厚度和/或偏转和/或俯仰的调节。本发明专利技术采用柔性铰链弹性变形，将调节力区间拉偏，避开摩擦死区影响，主要由多组不同方式组合的调节组件实现不同模式的调节，同时配合拧紧连接螺栓迫使柔性铰链变形，产生角度调整，再用紧定螺钉加固防止柔性铰链再次变形，从而形成偏角可调柔性铰链，实现高精度装配。实现高精度装配。实现高精度装配。

【技术实现步骤摘要】
一种偏角可调柔性铰链结构


[0001]本专利技术涉及柔性铰链
，尤其涉及一种偏角可调柔性铰链结构。

技术介绍

[0002]数控机床、锡膏钢网印刷等高精度装备不但要有高精度导轨的直线度和重复定位精度，还需要光学检测、半导检测、数控机床等高端装备不但要求导轨要有直线度和重复定位精度，还需要各组成轴之间的水平度、垂直等等要求。以机床为例，现有机床的直线度重复定位精度可以达到微米级，然而，由于机床惯量大，目前采用螺钉调节的方式，受到摩擦、弹性变形等影响，水平度、垂直度的装配误差通常在丝级。
[0003]由于地面不是完全平整的状态，为了实现机床等装备水平度的调节，发展了调平螺栓(螺纹千斤顶)和调平垫片(楔形垫铁)。其中，
[0004]1)调平螺栓调整
[0005]调平螺栓是一种可以调整机床水平度的螺栓，可以用来调整机床的水平度。具体操作方法如下找到机床的调平螺栓，然后用扳手松开螺栓，调整螺栓的高度，使机床水平度达到要求。最后，用扳手拧紧螺栓，固定机床的水平度。
[0006]2)用调平垫片调整
[0007]调平垫片是一种可以调整机床水平度的垫片，可以用来调整机床的水平度。具体操作方法如下找到机床的调平垫片位置，然后用扳手松开螺栓，调整垫片的高度使机床水平度达到要求。最后，用扳手拧紧螺栓，固定机床的水平度。
[0008]现代装备水平的调整，主要采用螺纹千斤顶和楔形垫铁。存在的问题主要如下：
[0009]1)螺栓、螺母、零件的变形和螺纹副的摩擦，特别是双螺母锁紧的调节，先调平下螺母，当上螺母锁紧时，下螺母被挤压变形，失去了水平。反复调节又受到摩擦和变形的影响，通常只能达到丝级精度。
[0010]2)垫铁采用两个楔形块，具有承载能力大的优点。然而，调节时也会受到摩擦和变形的影响。
[0011]在先技术CN201910342444.6提出了一种基于运动学支撑的光学平台装置，采用三个柔性铰链支腿，释放热变形，提高精度。
[0012]以及本申请人“佛山市华道超精科技有限公司”在先技术提出了一种厚度可调柔性铰链平台，如图1，设有一组调节机构组成的柔性铰链，并应用多个厚度可调柔性铰链在平台底部的不同位置，实现偏转俯仰的调整。然而，以上两个专利的方案不能实现平面内的旋转，因而无法实现水平垂直度的调节。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的是针对
技术介绍
中存在的不能实现平面内的旋转，因而无法实现水平垂直度的调节的问题，提出一种偏角可调柔性铰链结构。
[0014]本专利技术的技术方案：一种偏角可调柔性铰链结构，包括至少两组调节组件，每组调
节组件包括至少一个刚性块和一个转角连接块，所述转角连接块用于连接刚性块，并与刚性块之间形成变形开口；
[0015]相邻两组调节组件共用同一个刚性块，以使多组调节组件之间通过对称和/或正交方式组合连接，实现厚度和/或偏转和/或俯仰的调节。
[0016]可选的，所述调节组件为对称组合连接时，相邻两组调节组件的转角连接块位于同一平面且对称交错设置。
[0017]可选的，所述调节组件为正交组合连接时，相邻两组调节组件的转角连接块位于不同平面且正交设置。
[0018]可选的，所述调节组件为对称组合和正交组合结合连接时，调节组件至少为3组，其中对称组合的两组调节组件作为另一组调节组件的刚性块，并与另一组调节组件正交设置。
[0019]可选的，所述调节组件的中部设有多个贯穿刚性块的连接螺栓，通过拧紧连接螺栓，使柔性铰链变形产生角度变化，调节角度。
[0020]可选的，所述柔性铰链的变形恢复力大于所述连接螺栓的摩擦力。
[0021]可选的，所述连接螺栓的另一端通过螺母与刚性块固定连接，且所述柔性铰链的变形恢复力作用到螺母上。
[0022]可选的，所述变形开口远离转角连接块的一侧设有紧定螺钉，所述紧定螺钉设于刚性块和转角连接块之间，并与另一个刚性块抵接，防止柔性铰链再变形，从而形成偏角可调柔性铰链。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益的技术效果：
[0024]1、本专利技术采用柔性铰链弹性变形，将调节力区间拉偏，避开摩擦死区影响，主要由多组不同方式组合的调节组件实现不同模式的调节，同时配合拧紧连接螺栓迫使柔性铰链变形，产生角度调整，再用紧定螺钉加固防止柔性铰链再次变形，从而形成偏角可调柔性铰链；
[0025]2、采用螺栓迫使柔性铰链变形和紧定螺钉限制柔性铰链变形两种手段，实现高精度调节和高可靠固定；
[0026]3、采用多个偏角调整一体化柔性铰链结构，互相连接的刚性块一体化制造，每个柔性铰链连接的刚性块配合连接螺栓和紧定螺钉，实现多个维度偏角调整，满足高精度装配需求；
[0027]4、本专利技术用于多轴组成的精密光学设备、高档数控机床、半导体制造等高端制造装备的偏转、俯仰、扭转等角度方面的精密调整，实现高精度装配，可以将装配精度从丝级调节到微米级，从而将机床的精度量级提升。
附图说明
[0028]图1为现有技术的单组调节组件的结构示意图；
[0029]图2为两组调节组件对称组合实现厚度调节的结构示意图；
[0030]图3为两组调节组件第一种正交组合实现偏转俯仰调节的结构示意图；
[0031]图4为两组调节组件第二种正交组合实现偏转俯仰调节的前视图；
[0032]图5为图4的后视图；
[0033]图6为三组调节组件对称+正交组合实现厚度和偏转俯仰调节的结构示意图；
[0034]图7为图6的仰视图；
[0035]图8为图6的俯视图；
[0036]图9为四个三组调节组件应用在机床底座绕X轴转动的有限元仿真结构示意图；
[0037]图10为四个三组调节组件应用在机床底座绕Y轴转动的有限元仿真结构示意图；
[0038]图11为四个三组调节组件应用在机床底座绕Z轴转动的有限元仿真结构示意图；
[0039]图12为偏角可调柔性铰链结构在三轴机床中的应用结构示意图；
[0040]图13为图12的部分细节示意图。
[0041]附图标记：
[0042]1、刚性块；
[0043]2、转角连接块；
[0044]3、紧定螺钉；31、紧定螺钉孔；
[0045]4、连接螺栓；41、螺栓孔；
[0046]5、变形开口。
具体实施方式
[0047]下文结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明。
[0048]实施例一
[0049]如图2所示，本专利技术提出的一种偏角可调柔性铰链结构，由两组调节组件对称组合可以得到厚度调节机构，实现厚度调节目的，四个厚度调节机构组合使用安装在平台的四周，可以调节平台的偏转俯仰，从而实现平台的垂直度调节。该柔性铰链结构一共具有三个刚性块1和两个连接刚性块1的转角连接块2，两个转角连接块2斜对立设置，相邻两个刚性块1与转角连接块2之间形成变形开口5，采用柔性铰链本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏角可调柔性铰链结构，其特征在于，包括：至少两组调节组件，每组调节组件包括至少一个刚性块和一个转角连接块，所述转角连接块用于连接刚性块，并与刚性块之间形成变形开口；相邻两组调节组件共用同一个刚性块，以使多组调节组件之间通过对称和/或正交方式组合连接，实现厚度和/或偏转和/或俯仰的调节。2.根据权利要求1所述的一种偏角可调柔性铰链结构，其特征在于，所述调节组件为对称组合连接时，相邻两组调节组件的转角连接块位于同一平面且对称交错设置。3.根据权利要求1所述的一种偏角可调柔性铰链结构，其特征在于，所述调节组件为正交组合连接时，相邻两组调节组件的转角连接块位于不同平面且正交设置。4.根据权利要求1所述的一种偏角可调柔性铰链结构，其特征在于，所述调节组件为对称组合和正交组合结合连接时，调节组件至少为3组，其中对称组合的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志军，张驰，尹凌驰，廖辉，陈新，
申请(专利权)人：佛山市华道超精科技有限公司，
类型：发明
国别省市：