专利名称：位移放大机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种位移放大机构，特别是一种根据杠杆位移放大原理，结合弹性铰链而设计的位移放大机构。
背景技术：
精密制造和精密定位技术对机械设备提出了越来越高的要求，随着新材料技术的发展，人们研究出了可产生微位移，且响应速度快、输出力大、驱动精度高的电致、磁致伸缩功能材料如压电陶瓷、稀土磁伸材料以及形状记忆合金等功能伸缩材料，但其驱动位移较小，所以单纯利用功能材料来进行定位时，驱动位移量往往难以达到要求。在应用时，有的必须要有相应的位移放大装置，而用传统的机构无法避免机械间的间隙和摩擦，无法实现理想的放大效果。

发明内容
本发明的目的是提供一种位移放大机构，该机构可获得较大的位移放大倍数，位移损失很小，放大效率高，而且体积小、响应快，精度高。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案一种位移放大机构它包括基体、至少一个杠杆，所述的杠杆的支点为弹性元件连接，杠杆的位移输入端、输出端均为弹性元件连接。
所述的弹性元件可以为弹性铰链或波纹管或波纹片或弹性薄片。
所述的杠杆、杠杆的位移输入端、杠杆的位移输出端为基体上切口后形成的杠杆、杠杆的位移输入端、杠杆的位移输出端，所述的支点为在基体上直接切口形成的支点。
所述的切口为单面或双面。所述的切口的形状为圆形或椭圆形或矩形凹入形状等。
当需要很大位移放大倍数时，可以将多组杠杆机构组合为多级位移放大机构。多级位移放大机构可以是2、3、4、5、6级等。
杠杆输入端安装有可以提供位移输入的驱动器件如压电陶瓷，稀土合金和形状记忆合金等。
本发明的优点本发明提供的杠杆位移放大机构，避免了机械间隙和摩擦，而且具有结构简单、体积小、位移损失小、放大效率高、响应快、精度高以及易于加工等特点。而且，在位移输出端具有弹性铰链，使驱动位移准确，受力状况好。


下面结合附图和实施方式对本发明作进一步详细描述。
图1是杠杆位移放大原理图；图2是刚性构件直接切口制成的弹性铰链结构；图3是刚性构件间机械连接弹性薄片制成的弹性铰链结构；图4是弹性铰链杠杆位移放大机构结构；图5是二级弹性铰链杠杆位移放大机构结构。
具体实施例方式
图1所示为杠杆放大原理图。输入力臂为a，输出力臂为a+b，杠杆输入端位移为xi1，杠杆末端输出位移为yo1，不考虑杠杆的弹性变形及铰链的影响，则其理论放大倍数为λ1=yo1xi1=a+ba]]>图2所示为刚性构件直接切口制成的弹性铰链结构。此切口形状为圆弧形，还可以为其它形状切口，切口两端刚性构件可绕切口的刚度薄弱点旋转。
图3所示为刚性构件间机械连接弹性薄片制成的弹性铰链结构。通过一组连接螺栓1用弹性薄片2将两组刚性构件3进行连接。在外力作用下，刚性构件便可以靠弹性薄片2的弹性弯曲变形产生相对转动。
图4所示为弹性铰链杠杆位移放大机构结构。杠杆放大机构输入端7安有驱动器件6，驱动器件6与杠杆位移放大机构连接的两端面涂胶，并通过预紧螺栓5进行预紧连接。为了保证输入和输出处位移机构与其它构件的接触质量，在杠杆输入端7和输出端4处均设有一个弹性铰链。
图5所示为二级弹性铰链杠杆位移放大机构结构图，当单级弹性铰链杠杆位移放大机构受尺寸限制无法提供更大的位移放大倍数时，便可将两组杠杆机构组合设计成此种二级放大机构。由第一级杠杆放大机构9的输出端为第二级杠杆放大机构8的输入端提供位移，进行进一步放大。杠杆9的输入端和输出端11与杠杆8的输出端12均设有一个弹性铰链。照此方式还可设计出其它多级位移放大机构。
权利要求
1.一种位移放大机构，其特征在于它包括基体、至少一个杠杆，所述杠杆的支点为弹性元件，杠杆的位移输入端、位移输出端均为弹性元件连接。
2.权利要求1所述位移放大机构，其特征在于所述的杠杆、杠杆的位移输入端、杠杆的位移输出端为基体上切口后形成的杠杆、杠杆的位移输入端、杠杆的位移输出端，所述的支点为在基体上直接切口形成的支点。
3.根据权利要求1所述位移放大机构，其特征在于所述的弹性元件为弹性铰链。
4.根据权利要求1所述位移放大机构，其特征在于所述的弹性元件为波纹管或波纹片或弹性薄片。
5.根据权利要求2所述位移放大机构，其特征在于所述的切口为单面或双面。
6.根据权利要求2或5所述位移放大机构，其特征在于所述的切口为圆形凹入形状或椭圆形凹入形状或矩形凹入形状。
全文摘要
本发明提供了一种位移放大机构，它包括基体、至少一个杠杆，所述杠杆的支点为弹性元件，杠杆的位移输入端、位移输出端均为弹性元件连接。本发明提供的杠杆位移放大机构，避免了机械间隙和摩擦，而且具有结构简单、体积小、位移损失小、放大效率高、响应快、精度高以及易于加工等特点。而且，在位移输出端具有弹性铰链，使驱动位移准确，受力状况好。
文档编号G01D5/04GK1590966SQ03156238
公开日2005年3月9日 申请日期2003年9月2日 优先权日2003年9月2日
发明者辛洪兵, 郑伟智, 倪林 申请人:辛洪兵