CN217481759U - 用于碳纤维框架的高精度柔性铰链 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机床零部件技术领域，涉及一种用于碳纤维框架的高精度柔性铰链，包括一体成型的管材固定部和铰接部，所述铰接部包括若干平行间隔设置的薄片体，所有所述薄片体上同轴设置有等径的贯穿孔，所述薄片体的外端呈以所述贯穿孔的轴线为中心线的半圆柱形，所有所述薄片体的厚度相同且相邻所述薄片体的间距比该厚度大0.01~0.1mm。本高精度柔性铰链在使用时能够通过穿插设置的薄片体来增大接触面积，并提升转动摩擦力，使碳纤维框架在铰接后具有更高的结构刚性，保证连接精度。

Description

用于碳纤维框架的高精度柔性铰链

技术领域

本实用新型涉及机床零部件技术领域，特别涉及一种用于碳纤维框架的高精度柔性铰链。

背景技术

机械制造业是现代工业的基石，如今长期以来一直着眼于提高生产率和加工质量，随着环保意识的增强以及自然资源的日趋紧缺，生产过程中对能源、资源的有限利用以及降低污染在生产中扮演着越来越重要的角色。面临环境和能源的双重挑战，制造业的转型也为行业带来了新的发展机遇。随着信息技术、新能源、新材料等重要领域和前沿方向的革命性突破和交叉融合，制造业已经逐步迈入轻量化、智能信息化时代。

低能耗促进轻量化制造，现有的金属承载结构成本高，减少重量越来越困难。复合材料作为轻量化制造的重要环节之一，复合材料的应用近年来已经相当普遍，特别是在汽车和航天航空工业。在机床上有些定位框架需要用标准化的碳纤维管和夹具搭建而成，它们之间的连接有时候是通过铰链来完成的。

普通的铰链是通过转轴将两片带孔的薄片连接到一起来连接的，这种铰链的连接精度难以控制，薄片之间的摩擦力小，很容易松动。因此有必要提供一种特殊的铰链结构来解决以上问题。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种用于碳纤维框架的高精度柔性铰链，能够实现碳纤维框架铰接位置的精确固定。

本实用新型通过如下技术方案实现上述目的：一种用于碳纤维框架的高精度柔性铰链，包括一体成型的管材固定部和铰接部，所述铰接部包括若干平行间隔设置的薄片体，所有所述薄片体上同轴设置有等径的贯穿孔，所述薄片体的外端呈以所述贯穿孔的轴线为中心线的半圆柱形，所有所述薄片体的厚度相同且相邻所述薄片体的间距比该厚度大0.01~0.3mm。

具体的，所述管材固定部的截面呈圆形，所述管材固定部的轴线与所述贯穿孔的轴线垂直。

进一步的，所述铰接部与所述管材固定部的连接位置呈球形过渡。

具体的，所述管材固定部的截面呈多边形结构。

具体的，所述管材固定部在背向所述铰接部的底面具有减重孔。

进一步的，所述管材固定部内具有吸气孔，所述吸气孔的内开口位于所述减重孔的中心，所述吸气孔的外开口位于所述管材固定部的侧壁上。

具体的，所述管材固定部与所述铰接部的过渡位置具有一个面向所述管材固定部方向的台阶面。

进一步的，所述管材固定部的外径小于所述铰接部的宽度，所述管材固定部与所述铰接部的过渡位置具有一个裙边，所述台阶面位于所述裙边上。

具体的，最外侧的两个所述薄片体的所述贯穿孔上设有锥面形的倒角面。

本实用新型技术方案的有益效果是：

本高精度柔性铰链在使用时能够通过穿插设置的薄片体来增大接触面积，并提升转动摩擦力，使碳纤维框架在铰接后具有更高的结构刚性，保证连接精度。

附图说明

图1为实施例1高精度柔性铰链的立体图；

图2为实施例1高精度柔性铰链的主视透视图；

图3为实施例1两个高精度柔性铰链连接时的位置关系图；

图4为实施例2高精度柔性铰链的主视透视图；

图5为实施例3高精度柔性铰链的主视透视图；

图6为图5中的A-A剖视图。

图中数字表示：

1-管材固定部，11-减重孔，12-吸气孔；

2-铰接部，21-薄片体，22-贯穿孔，23-倒角边；

3-台阶面，31-裙边。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

如图1至图3所示，本实用新型的一种用于碳纤维框架的高精度柔性铰链，包括一体成型的管材固定部1和铰接部2，铰接部2包括五个平行间隔设置的薄片体21，所有薄片体21上同轴设置有等径的贯穿孔22，薄片体21的外端呈以贯穿孔22的轴线为中心线的半圆柱形，所有薄片体21的厚度相同且相邻薄片体21的间距比该厚度大0.01~0.3mm。管材固定部1能够插接在碳纤维管内，贯穿孔22用来插接螺纹连接件。相邻薄片体21之间具有收容另一个高精度柔性铰链的薄片体21的沟槽。使用时，两个相同的高精度柔性铰链将贯穿孔22对齐，而让薄片体21交叉叠放，然后以螺纹连接件固定。因为薄片体21的外端是半圆柱型，所以两个高精度柔性铰链在初步连接后起码能够在沟槽限定的范围内自由转动，一般是能够转动180°以内。当螺纹连接件拧紧后，每个相互靠近的薄片体21都有一个接触面，所以五个平行间隔设置的薄片体21会提供九个接触面，摩擦阻力也是一个接触面时的九倍，因此该铰接结构连接完成后会难以转动，使碳纤维框架在铰接后具有更高的结构刚性，保证连接精度。

如图1至图3所示，管材固定部1的截面呈圆形结构，管材固定部1的轴线与贯穿孔22的轴线垂直。该结构让铰接部2连接的部件以管材固定部1轴线所在平面内转动。

如图1和图3所示，铰接部2与管材固定部1的连接位置呈球形过渡。这样的结构方便加工，且高精度柔性铰链的刚性较好。

如图2所示，管材固定部1在背向铰接部2的底面具有减重孔11。减重孔11的位置处于管材固定部1与碳纤维管连接位置内部看不到的地方，能够减轻不必要的重量，降低框架因自重超标而变形的风险。

如图1至图3所示，管材固定部1内具有吸气孔12，吸气孔12的内开口位于减重孔11的中心，吸气孔12的外开口位于铰接部2的侧壁上。实际使用时，管材固定部1也可能用来固定吸盘，此时减重孔11面向吸盘的内腔，吸气孔12的外口连接吸气装置时，就能为吸盘提供负压。

如图2所示，管材固定部1与铰接部2的过渡位置具有一个面向管材固定部1方向的台阶面3。当管材固定部1插接碳纤维管时，台阶面3是作为碳纤维管末端的基准面，这样才能确保两者的轴向相对位置，满足精度需要。

如图1至图3所示，最外侧的两个薄片体21的贯穿孔22上设有锥面形的倒角面23。在穿螺纹连接件的时候，倒角面23可以对其作出引导，确保螺纹连接件能够穿入贯穿孔22中。

实施例2：

如图4所示，与实施例1的不同之处在于：管材固定部1的外径小于铰接部2的宽度，管材固定部1与铰接部2的过渡位置具有一个裙边31，台阶面3位于裙边31上。当管材固定部1本身粗于铰接部2的时候，台阶面3就需要以裙边31的方式设置，实现碳纤维管轴向定位的目的。

如图5所示，与实施例1的不同之处在于：管材固定部1的截面呈八边形结构。因为碳纤维管末端的内轮廓也可能不是圆形，因此有必要用新的结构匹配碳纤维管上的结构。为此管材固定部1的截面也可以对应的采用其他多边形结构。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于碳纤维框架的高精度柔性铰链，其特征在于：包括一体成型的管材固定部和铰接部，所述铰接部包括若干平行间隔设置的薄片体，所有所述薄片体上同轴设置有等径的贯穿孔，所述薄片体的外端呈以所述贯穿孔的轴线为中心线的半圆柱形，所有所述薄片体的厚度相同且相邻所述薄片体的间距比该厚度大0.01~0.3mm。

2.根据权利要求1所述的用于碳纤维框架的高精度柔性铰链，其特征在于：所述管材固定部的截面呈圆形结构，所述管材固定部的轴线与所述贯穿孔的轴线垂直。

3.根据权利要求2所述的用于碳纤维框架的高精度柔性铰链，其特征在于：所述铰接部与所述管材固定部的连接位置呈球形过渡。

4.根据权利要求1所述的用于碳纤维框架的高精度柔性铰链，其特征在于：所述管材固定部的截面呈多边形结构。

5.根据权利要求1所述的用于碳纤维框架的高精度柔性铰链，其特征在于：所述管材固定部在背向所述铰接部的底面具有减重孔。

6.根据权利要求5所述的用于碳纤维框架的高精度柔性铰链，其特征在于：所述管材固定部内具有吸气孔，所述吸气孔的内开口位于所述减重孔的中心，所述吸气孔的外开口位于所述铰接部的侧壁上。

7.根据权利要求1所述的用于碳纤维框架的高精度柔性铰链，其特征在于：所述管材固定部与所述铰接部的过渡位置具有一个面向所述管材固定部方向的台阶面。

8.根据权利要求7所述的用于碳纤维框架的高精度柔性铰链，其特征在于：所述管材固定部的外径小于所述铰接部的宽度，所述管材固定部与所述铰接部的过渡位置具有一个裙边，所述台阶面位于所述裙边上。

9.根据权利要求1所述的用于碳纤维框架的高精度柔性铰链，其特征在于：最外侧的两个所述薄片体的所述贯穿孔上设有锥面形的倒角面。

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