[发明专利]用于围绕两个正交轴线弹性枢转的装置

说明书

描述了一种用于围绕两个正交轴线进行弹性枢轴的装置(1)以及使用增量制造工艺来制造该装置的方法。该装置(1)可用于诸如背景放映机的投影仪、诸如激光扫描仪的扫描仪或其他形式的显示器或望远镜等。装置(1)包括内框架(10)和外框架(20)。第一柔性弹簧元件(12)和第二柔性弹簧元件(14)延伸到内框架(10)所处的平面之外，并且第三柔性弹簧元件(24)和第四柔性弹簧元件(27)延伸到外框架(20)所处的平面之外。

技术领域

本发明涉及绕两个正交轴进行弹性枢转的装置及其制造方法。该装置可用于诸如背投机的投影仪、诸如激光扫描仪的扫描仪或其它形式的显示器或望远镜等。

背景技术

US2017/081050公开了一种通过增量制造生产的用于陀螺致动器的托架，该托架具有由飞轮的两侧上的两个轴承或引导元件引导的常平架。常平架子组件由托架和飞轮组成。飞轮可相对于托架绕第一轴线旋转运动。第一轴承位于托架的第一端处，并且第二轴承位于托架的第二端处，上述第一轴承和第二轴承构造成使托架能围绕大致垂直于第一旋转轴线的第二旋转轴线进行旋转运动。

发明内容

本发明公开了用于绕两个正交轴线进行弹性枢转的装置及其制造方法。该装置可用于诸如背投机的投影仪、诸如激光扫描仪的扫描仪或其它形式的显示器、或诸如无人机相机的相机、或望远镜或其它光学仪器、或需要围绕两个正交轴线进行弹性枢转的其它系统中。

在一个方面中，提供了一种用于绕两个正交轴线进行弹性枢转的装置，包括：与外框架同心的内框架；第一柔性弹簧元件和第二柔性弹簧元件，上述第一柔性弹簧元件和第二柔性弹簧元件各自具有近端和远端，第一柔性弹簧元件的近端与内框架一体地形成，而第一柔性弹簧元件的远端与外框架一体地形成，并与第二柔性弹簧元件对角相对地定位，第二柔性弹簧元件的近端与内框架一体地形成，而第二柔性弹簧元件的远端与外框架一体地形成；以及第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件，上述第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件各自具有近端和远端，第三柔性弹簧元件的近端与外框架一体地形成，并与第四柔性弹簧元件对角相对地定位，第四柔性弹簧元件的近端与外框架一体地形成，第一柔性弹簧元件至第四柔性弹簧元件放置成使得第一柔性弹簧元件和第二柔性弹簧元件提供内框架相对于外框架围绕第一轴线的弹性旋转，并且第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件提供外框架围绕与第一轴线正交的第二轴线的弹性旋转。

内框架的形状不需要与外框架相同，例如内框架可以是圆的，外框架可以是正方形，或者外框架可以是矩形，内框架可以是椭圆。

当处于静止或无张力时，内框架可与外框架共面。同心并不意味着使内框架与外框架共面。对于一些应用场合，该装置可以具有共面的第一框架和第二框架。

由于柔性弹簧元件与框架和其它部件以整体方式制造，因此，所需的单个零件的数量比传统装置少得多。

第一柔性弹簧元件至第四柔性弹簧元件中的任一个都是弧形或弓形的。这降低了使一个框架相对于另一个框架移动所需的力。内框架与外框架同心.上述第一柔性弹簧元件至第四柔性弹簧元件优选地延伸到由上述相关联的内框架或外框架形成的平面之外。第一柔性弹簧元件至第四柔性弹簧元件的弧形或弓形形式为每个元件形成拱形，上述拱形在内框架与外框架之间延伸、或在外框架与连接件之间延伸、或固定到壳体，其中，拱形的顶部与第一框架或第二框架分别不在同一平面内。第一柔性弹簧元件和第二柔性弹簧元件各自具有近端和远端。第一柔性弹簧元件的近端远离内框架延伸并延伸到内框架所处的平面之外。第一柔性弹簧元件的远端远离外框架延伸并延伸到外框架所处的平面之外。与内框架上的第一柔性弹簧元件对角相对地定位的是第二柔性弹簧元件，第二柔性弹簧元件的近端远离内框架延伸并延伸到内框架所处的平面之外，第二柔性弹簧元件的远端远离外框架延伸并延伸到外框架所处的平面之外。

该装置还具有第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件，上述第三柔性弹簧元件和第四柔性弹簧元件各自具有近端和远端，第三柔性弹簧元件的近端远离外框架延伸并延伸到外框架所处的平面之外。与第三弹簧对角相对地定位的是第四柔性弹簧元件，上述第四柔性弹簧元件的近端与外框架一体地形成。