專(zhuān)利名稱(chēng)：位移放大機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種位移放大機(jī)構(gòu)，特別是一種根據(jù)杠桿位移放大原理，結(jié)合彈性鉸鏈而設(shè)計(jì)的位移放大機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
精密制造和精密定位技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)備提出了越來(lái)越高的要求，隨著新材料技術(shù)的發(fā)展，人們研究出了可產(chǎn)生微位移，且響應(yīng)速度快、輸出力大、驅(qū)動(dòng)精度高的電致、磁致伸縮功能材料如壓電陶瓷、稀土磁伸材料以及形狀記憶合金等功能伸縮材料，但其驅(qū)動(dòng)位移較小，所以單純利用功能材料來(lái)進(jìn)行定位時(shí)，驅(qū)動(dòng)位移量往往難以達(dá)到要求。在應(yīng)用時(shí)，有的必須要有相應(yīng)的位移放大裝置，而用傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)無(wú)法避免機(jī)械間的間隙和摩擦，無(wú)法實(shí)現(xiàn)理想的放大效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種位移放大機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可獲得較大的位移放大倍數(shù)，位移損失很小，放大效率高，而且體積小、響應(yīng)快，精度高。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種位移放大機(jī)構(gòu)它包括基體、至少一個(gè)杠桿，所述的杠桿的支點(diǎn)為彈性元件連接，杠桿的位移輸入端、輸出端均為彈性元件連接。
所述的彈性元件可以為彈性鉸鏈或波紋管或波紋片或彈性薄片。
所述的杠桿、杠桿的位移輸入端、杠桿的位移輸出端為基體上切口后形成的杠桿、杠桿的位移輸入端、杠桿的位移輸出端，所述的支點(diǎn)為在基體上直接切口形成的支點(diǎn)。
所述的切口為單面或雙面。所述的切口的形狀為圓形或橢圓形或矩形凹入形狀等。
當(dāng)需要很大位移放大倍數(shù)時(shí)，可以將多組杠桿機(jī)構(gòu)組合為多級(jí)位移放大機(jī)構(gòu)。多級(jí)位移放大機(jī)構(gòu)可以是2、3、4、5、6級(jí)等。
杠桿輸入端安裝有可以提供位移輸入的驅(qū)動(dòng)器件如壓電陶瓷，稀土合金和形狀記憶合金等。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的杠桿位移放大機(jī)構(gòu)，避免了機(jī)械間隙和摩擦，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、位移損失小、放大效率高、響應(yīng)快、精度高以及易于加工等特點(diǎn)。而且，在位移輸出端具有彈性鉸鏈，使驅(qū)動(dòng)位移準(zhǔn)確，受力狀況好。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1是杠桿位移放大原理圖；圖2是剛性構(gòu)件直接切口制成的彈性鉸鏈結(jié)構(gòu)；圖3是剛性構(gòu)件間機(jī)械連接彈性薄片制成的彈性鉸鏈結(jié)構(gòu)；圖4是彈性鉸鏈杠桿位移放大機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)；圖5是二級(jí)彈性鉸鏈杠桿位移放大機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖1所示為杠桿放大原理圖。輸入力臂為a，輸出力臂為a+b，杠桿輸入端位移為xi1，杠桿末端輸出位移為yo1，不考慮杠桿的彈性變形及鉸鏈的影響，則其理論放大倍數(shù)為λ1=yo1xi1=a+ba]]>圖2所示為剛性構(gòu)件直接切口制成的彈性鉸鏈結(jié)構(gòu)。此切口形狀為圓弧形，還可以為其它形狀切口，切口兩端剛性構(gòu)件可繞切口的剛度薄弱點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。
圖3所示為剛性構(gòu)件間機(jī)械連接彈性薄片制成的彈性鉸鏈結(jié)構(gòu)。通過(guò)一組連接螺栓1用彈性薄片2將兩組剛性構(gòu)件3進(jìn)行連接。在外力作用下，剛性構(gòu)件便可以靠彈性薄片2的彈性彎曲變形產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖4所示為彈性鉸鏈杠桿位移放大機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)。杠桿放大機(jī)構(gòu)輸入端7安有驅(qū)動(dòng)器件6，驅(qū)動(dòng)器件6與杠桿位移放大機(jī)構(gòu)連接的兩端面涂膠，并通過(guò)預(yù)緊螺栓5進(jìn)行預(yù)緊連接。為了保證輸入和輸出處位移機(jī)構(gòu)與其它構(gòu)件的接觸質(zhì)量，在杠桿輸入端7和輸出端4處均設(shè)有一個(gè)彈性鉸鏈。
圖5所示為二級(jí)彈性鉸鏈杠桿位移放大機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)單級(jí)彈性鉸鏈杠桿位移放大機(jī)構(gòu)受尺寸限制無(wú)法提供更大的位移放大倍數(shù)時(shí)，便可將兩組杠桿機(jī)構(gòu)組合設(shè)計(jì)成此種二級(jí)放大機(jī)構(gòu)。由第一級(jí)杠桿放大機(jī)構(gòu)9的輸出端為第二級(jí)杠桿放大機(jī)構(gòu)8的輸入端提供位移，進(jìn)行進(jìn)一步放大。杠桿9的輸入端和輸出端11與杠桿8的輸出端12均設(shè)有一個(gè)彈性鉸鏈。照此方式還可設(shè)計(jì)出其它多級(jí)位移放大機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種位移放大機(jī)構(gòu)，其特征在于它包括基體、至少一個(gè)杠桿，所述杠桿的支點(diǎn)為彈性元件，杠桿的位移輸入端、位移輸出端均為彈性元件連接。
2.權(quán)利要求1所述位移放大機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的杠桿、杠桿的位移輸入端、杠桿的位移輸出端為基體上切口后形成的杠桿、杠桿的位移輸入端、杠桿的位移輸出端，所述的支點(diǎn)為在基體上直接切口形成的支點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述位移放大機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的彈性元件為彈性鉸鏈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述位移放大機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的彈性元件為波紋管或波紋片或彈性薄片。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述位移放大機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的切口為單面或雙面。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述位移放大機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的切口為圓形凹入形狀或橢圓形凹入形狀或矩形凹入形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種位移放大機(jī)構(gòu)，它包括基體、至少一個(gè)杠桿，所述杠桿的支點(diǎn)為彈性元件，杠桿的位移輸入端、位移輸出端均為彈性元件連接。本發(fā)明提供的杠桿位移放大機(jī)構(gòu)，避免了機(jī)械間隙和摩擦，而且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、位移損失小、放大效率高、響應(yīng)快、精度高以及易于加工等特點(diǎn)。而且，在位移輸出端具有彈性鉸鏈，使驅(qū)動(dòng)位移準(zhǔn)確，受力狀況好。
文檔編號(hào)G01D5/04GK1590966SQ03156238
公開(kāi)日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2003年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月2日
發(fā)明者辛洪兵, 鄭偉智, 倪林 申請(qǐng)人:辛洪兵