[发明专利]一种基于变截面的交叉簧片的被动弯曲轴向转动机构

权利要求书

1.一种基于变截面的交叉簧片的被动弯曲轴向转动机构，其特征在于包括多个弧面自由端、变截面的交叉簧片和轴向旋转交叉簧片单元；第一级为轴向旋转交叉簧片单元，后续每级为两根等长的变截面的簧片沿着其长度方向对称交错连接两个相邻的弧面自由端构成一级，每一个簧片的截面在交叉点最薄，在与弧面自由端相连的部位最厚；中间需要转动的某一级以轴向旋转交叉簧片单元取代弧面自由端，使得取代部位能够转动；所述轴向旋转交叉簧片单元包括三根簧片和两个带弧边的圆形自由端，三根簧片互成120度，相互交叉后两端分别与两个圆形自由端的弧边相连，构成轴向转动；圆形自由端的两侧分别设有弧面自由端，弯曲方向与本级原有的弧面相吻合；每级弯曲的刚度取决于簧片的材料、厚度、两个簧片的夹角以及其交叉点的位置；簧片的刚度与材料的强度成正比，与其簧片的厚度成正比，与两个簧片的夹角大小成正比，与两个簧片的交叉点两侧簧片长度比例大小成正比，即与长度小的一侧的长度与长度大的一侧的长度的比值成正比。

2.根据权利要求1所述基于变截面的交叉簧片的被动弯曲轴向转动机构，其特征在于：两根等长的变截面的簧片沿着其长度方向对称交错连接两个相邻的弧面自由端构成一个交叉簧片单元，多个交叉簧片单元相串联构成多级机构。

3.根据权利要求1或2所述基于变截面的交叉簧片的被动弯曲轴向转动机构，其特征在于：所述带弧边的圆形自由端上的弧边的周长小于圆形自由端的1/2周长。

4.根据权利要求1或2所述基于变截面的交叉簧片的被动弯曲轴向转动机构，其特征在于：所述簧片的刚度由第一级簧片至末级依次减小，使得受到外力发生被动变形时，越靠近弯曲结构的末梢弯曲的形变越大。

5.根据权利要求1或2所述基于变截面的交叉簧片的被动弯曲轴向转动机构，其特征在于：所述簧片的刚度在保持第一级簧片的刚度为最大的基础上，其它各级根据需要的刚度，在簧片的材料、厚度、两个簧片的夹角以及其交叉点的位置上进行组合。

6.根据权利要求1或2所述基于变截面的交叉簧片的被动弯曲轴向转动机构，其特征在于：所述的弧面自由端的尺寸沿着展向方向依次递减。

7.根据权利要求1或2所述基于变截面的交叉簧片的被动弯曲轴向转动机构，其特征在于：所述的弧面自由端的弯曲方向一致，沿着展向方向向内弯曲。