[实用新型]一种层叠式复合材料的柔性铰链多级位移放大结构

说明书

本实用新型公开一种层叠式复合材料的柔性铰链多级位移放大结构，包括相互连接的三角放大部、杠杆放大部和由四个边框围成的呈方框形的刚性支撑部；所述三角放大部、所述杠杆放大部和所述刚性支撑部为一体结构，并由采用不同弹性模量的材料制成的多片铰链薄片以层叠方式上下排布后堆叠而成，多片所述铰链薄片结构相同，且通过焊接或紧固螺栓紧固方式紧密连接在一起。本实用新型的层叠式柔性铰链结构，其不仅结构简单，组装方便，易于制作，效率高，同时拥有更好的结构参数和力学性能，且容易加工，加工误差小。

技术领域

本实用新型涉及铰链加工技术领域，具体涉及的是一种层叠式复合材料的柔性铰链多级位移放大结构。

背景技术

目前柔性铰链的加工多采用线切割、电火花和激光切割加工。但由于柔性铰链厚度较大，加工耗时过长，局部热变形严重，导致铰链加工易损坏，同时局部受热后铰链的力学性能也会发生改变，会影响柔性铰链寿命。

随着科技的发展，对分辨率、定位精度和重复定位精度在纳米级范围之内。作为微纳定位的核心元件所述压电陶瓷的驱动行程一般只有几十微米，因此需要设计位移放大装置对其进行位移放大。现有的位移放大装置或者精度较高，或者行程较大，高精度与大行程往往很难兼得。

鉴于此，本案发明人针对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种层叠式复合材料的柔性铰链多级位移放大结构，不仅定位精度高，位移大，结构简单，组装方便，而且解决了柔性铰链加工耗时过长、局部热变形严重和易损坏的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种层叠式复合材料的柔性铰链多级位移放大结构，包括多片采用不同弹性模量的材料制成的铰链薄片，各所述铰链薄片结构相同；各所述铰链薄片以层叠方式上下排布并形成一体连接的三角放大部、杠杆放大部、由四个边框围成的呈方框形的刚性支撑部和放大位移输出部；所述刚性支撑部上形成有若干个用于设置紧固螺栓的贯穿孔和若干个用于插接销钉的定位销孔，所述三角放大部和所述杠杆放大部上也形成有若干个所述定位销孔，各所述铰链薄片通过所述紧固螺栓和所述销钉紧密连接在一起；

以所述刚性支撑部其中两个平行对称的边框为第一边框并以其中一个所述第一边框所在的方向为前，另一个所述第一边框所在的方向为后，以其余两个平行对称的边框为第二边框并以其中一个所述第二边框所在的方向为左，另一个所述第二边框所在的方向为右；以两个所述第一边框的中点连线为第一对称轴，以两个所述第二边框的中点连线为第二对称轴；

所述三角放大部设在所述刚性支撑部内并同时相对第一对称轴和第二对称轴对称；所述三角放大部包括两个具有凸起部且所述凸起部左右相对设置的第一输入部、两个前后设置且处于两个所述凸起部的凸出端面的延长线之间的第一输出部和四个连接部；所述三角放大部通过第二对称轴后侧的所述第一输出部连接在后侧的所述第一边框的前侧壁上，左侧的所述第一输入部和各所述第一输出部之间分别设置有一个所述连接部，右侧的所述第一输入部和各所述第一输出部之间也分别设置有一个所述连接部，各个所述连接部形成关于第一对称轴和第二对称轴对称的对称关系；

各所述连接部的左右两侧的侧壁上分别设有一个第一连接带；其中一个所述连接部设在左侧的所述第一输入部的凸出部的前侧，该所述连接部的两个所述第一连接带分别设在左侧壁的后端和右侧壁的前端，该所述连接部通过左侧壁的后端的所述第一连接带与左侧的所述第一输入部连接，该所述连接部通过右侧壁的前端的所述第一连接带与第二对称轴前侧的所述第一输出部连接；

两个所述第一输入部的所述凸出端面之间设有压电陶瓷，所述压电陶瓷的驱动方向沿左右方向设置，所述压电陶瓷的左右两端分别抵靠在对应的所述凸出端面上；