技术领域
[0001] 本
发明涉及一种轴承，更特别地说，是指一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承。
背景技术
[0002] 轴承是用于确定旋
转轴与其他零件相对运动
位置的零部件，起着支承或导向作用。而柔性轴承则是有别于刚性轴承的一种特殊轴承，其工作原理是利用柔性单元在外
力作用下
变形从而产生相对转动。柔性轴承具有很多刚性轴承所不具有的明显优点：无摩擦；无间隙；自
定心；无需润滑；无需维护；寿命长；安装简单；可
真空应用等。正是因为这些优点，使得柔性轴承深受从事精密
定位、微动平台等精密领域的科研人员所青睐，并已在低温分光计、
光源同步
加速器、气象卫星光学器件调整、
天文望远镜上自适应场调整机构、
航天器上
微波天线的对准机构等场合应用。然众多柔性
铰链（如缺口式柔性铰链，交叉簧片柔性铰链）多停留于实验室应用
水平，转
角范围小或结构不紧凑等缺点限制了其广泛应用。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承，该轴承利用三个结构相同的簧片在空间上依次螺旋交叉组合，配合上下轴承端盖，可以形成一种大行程（最大可达正负25度）、大径向和轴向
刚度的结构非常紧凑的柔性轴承，同时该柔性轴承拥有很高的运动
分辨率和
精度。本发明基于相同的上下轴承端盖，配合安装不同结构形式的簧片可以配置出多种不同性能的柔性轴承，可满足不同的应用领域。
[0004] 本发明的一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承，该轴承包括有上端盖（1）、下端盖（2）、上簧片（3）、中簧片（4）、下簧片（5）、第一锥形销钉（3A）、第二锥形销钉（3B）、第三锥形销钉（4A）、第四锥形销钉（4B）、第五锥形销钉（5A）和第六锥形销钉（5B）；
[0005] 上端盖（1）与下端盖（2）装配后形成有一螺旋间隙（6）；上簧片（3）、中簧片（4）和下簧片（5）通过锥形销钉安装在上端盖（1）与下端盖（2）内部形成的空腔里；
[0006] 上端盖（1）与下端盖（2）的结构相同；
[0007] 上簧片（3）、中簧片（4）和下簧片（5）的结构相同；
[0008] 第一锥形销钉（3A）、第二锥形销钉（3B）、第三锥形销钉（4A）、第四锥形销钉（4B）、第五锥形销钉（5A）和第六锥形销钉（5B）的结构相同；第一锥形销钉（3A）上设有圆柱段（3A-1）和锥形段（3A-2）；
[0009] 上端盖（1）上设有上顶板（11）和螺旋倾斜体（12），螺旋倾斜体（12）的竖直平面称为纵向
板面（13）；
[0010] 所述上顶板（11）的中心设有凹腔（1K）；
[0011] 所述上顶板（11）上设有第一通孔（1A）、第二通孔（1B）、第三通孔（1C）和第一
螺纹孔（1D）；所述第一
螺纹孔（1D）用于安装螺钉，通过该螺钉实现将上端盖（1）与
支撑件之间的固定；第一通孔（1A）用于第二销钉（3B）穿过，第二通孔（1B）用于第四销钉（4B）穿过，第三通孔（1C）用于第六销钉（5B）穿过；
[0012] 穿过第一通孔（1A）的第二销钉（3B）再次穿过第一上簧片（3）的第二
马蹄台（303）上的第二销钉孔（303A），且第二销钉（3B）的圆柱段置于第二销钉孔（303A）内，第二销钉（3B）的锥形段安装于下端盖（2）的第六凹槽（22C）的第六定位孔（2J）内。
[0013] 穿过第二通孔（1B）的第四销钉（4B）再次穿过第二上簧片（4）的第四马蹄台（403）上的第四销钉孔（403A），且第四销钉（4B）的圆柱段置于第四销钉孔（403A）内，第四销钉（4B）的锥形段安装于下端盖（2）的第五凹槽（22B）的第五定位孔（2I）内。
[0014] 穿过第三通孔（1C）的第六销钉（5B）再次穿过第三上簧片（5）的第六马蹄台（503）上的第六销钉孔（503A），且第六销钉（5B）的圆柱段置于第六销钉孔（503A）内，第六销钉（5B）的锥形段安装于下端盖（2）的第四凹槽（22A）的第四定位孔（2H）内。
[0015] 所述螺旋倾斜体（12）上开有第一凹槽（12A）、第二凹槽（12B）、第三凹槽（12C）；
[0016] 第一凹槽（12A）的底部为第一安装台（1E），第一安装台（1E）内开有第一定位孔（1H）；第一定位孔（1H）内安装有第一销钉（3A）的锥形段（3A-2）；
[0017] 第二凹槽（12B）的底部为第二安装台（1F），第二安装台（1F）内开有第二定位孔（1I）；第二定位孔（1I）内安装有第三销钉（4A）的锥形段；
[0018] 第三凹槽（12C）的底部为第三安装台（1G），第三安装台（1G）内开有第三定位孔（1J）；第三定位孔（1J）内安装有第五销钉（5A）的锥形段。
[0019] 下端盖（2）上设有下顶板（21）和螺旋倾斜体（22），螺旋倾斜体（22）的竖直平面称为纵向板面（23）。
[0020] 所述下顶板（21）的中心设有凹腔（2K），该凹腔（2K）用于放置与本发明设计的三簧片螺旋交叉柔性轴承进行固定连接的另一支撑件，主要也是实现本发明设计的三簧片螺旋交叉柔性轴承与另一支撑件之间的安装位置定位。
[0021] 所述下顶板（21）上设有第四通孔（2A）、第五通孔（2B）、第六通孔（2C）和第二螺纹孔（2D）（可以是3个或者4个）；所述第二螺纹孔（2D）用于安装螺钉，通过该螺钉实现将下端盖（2）与另一支撑件之间的固定；第四通孔（2A）用于第一销钉（3A）穿过，第五通孔（2B）用于第三销钉（4A）穿过，第六通孔（2C）用于第五销钉（5A）穿过。
[0022] 穿过第四通孔（2A）的第一销钉（3A）再次穿过第一上簧片（3）的第一马蹄台（302）上的第一销钉孔（302A），且第一销钉（3A）的圆柱段（3A-1）置于第一销钉孔（302A）内，第一销钉（3A）的锥形段（3A-2）安装于上端盖（1）的第一凹槽（12A）的第一定位孔（1H）内。
[0023] 穿过第五通孔（2B）的第三销钉（4A）再次穿过第二上簧片（4）的第三马蹄台（402）上的第三销钉孔（402A），且第三销钉（4A）的圆柱段置于第三销钉孔（402A）内，第三销钉（4A）的锥形段安装于上端盖（1）的第二凹槽（12B）的第二定位孔（1I）内。
[0024] 穿过第六通孔（2C）的第五销钉（5A）再次穿过第三上簧片（5）的第五马蹄台（502）上的第五销钉孔（502A），且第五销钉（5A）的圆柱段置于第五销钉孔（502A）内，第五销钉（5A）的锥形段安装于上端盖（1）的第三凹槽（12C）的第三定位孔（1J）内。
[0025] 所述螺旋倾斜体（22）上开有第四凹槽（22A）、第五凹槽（22B）、第六凹槽（22C）；
[0026] 第四凹槽（22A）的底部为第四安装台（2E），第四安装台（2E）内开有第四定位孔（2H）；第四定位孔（2H）内安装有第二销钉（3B）的锥形段；
[0027] 第五凹槽（22B）的底部为第五安装台（2F），第五安装台（2F）内开有第五定位孔（2I）；第五定位孔（2I）内安装有第四销钉（4B）的锥形段；
[0028] 第六凹槽（22C）的底部为第六安装台（2G），第三安装台（1G）内开有第六定位孔（2J）；第六定位孔（2J）内安装有第六销钉（5B）的锥形段。
[0029] 上簧片（3）上设有上簧片本体（301）、第一马蹄台（302）、第二马蹄台（303）；第一马蹄台（302）与第二马蹄台（303）设置在上簧片本体（301）的两端。
[0030] 所述第一马蹄台（302）的中心开有第一销钉孔（302A），该第一销钉孔（302A）用于第一销钉（3A）的锥形段（3A-2）穿过，且第一销钉（3A）的圆柱段（3A-1）置于第一销钉孔（302A）内，第一销钉（3A）的锥形段（3A-2）安装在上端盖（1）的第一定位孔（1H）内。
[0031] 所述第一马蹄台（302）上设有第一开（302B），该第一开（302B）有利于第一马蹄台（302）在第一销钉（3A）穿过第一销钉孔（302A）时膨胀变形，实现第一马蹄台（302）与上端盖（1）的第一凹槽（12A）之间的
挤压安装。
[0032] 所述第二马蹄台（303）的中心开有第二销钉孔（303A），该第二销钉孔（303A）用于第二销钉（3B）的锥形段穿过，且第二销钉（3B）的圆柱段置于第二销钉孔（303A）内，第二销钉（3B）的锥形段安装在下端盖（2）的第六定位孔（2J）内。
[0033] 所述第二马蹄台（303）上设有第二开（303B），该第二开（303B）有利于第二马蹄台（303）在第二销钉（3B）穿过第二销钉孔（303A）时膨胀变形，实现第二马蹄台（303）与下端盖（2）的第六凹槽（22C）之间的挤压安装。
[0034] 中簧片（4）上设有中簧片本体（401）、第三马蹄台（402）、第四马蹄台（403）；第三马蹄台（402）与第四马蹄台（403）设置在中簧片本体（401）的两端。
[0035] 所述第三马蹄台（402）的中心开有第三销钉孔（402A），该第三销钉孔（402A）用于第三销钉（4A）的锥形段穿过，且第三销钉（4A）的圆柱段置于第三销钉孔（402A）内，第三销钉（4A）的锥形段安装在上端盖（1）的第二定位孔（1I）内。
[0036] 所述第三马蹄台（402）上设有第三开口（402B），该第三开口（402B）有利于第三马蹄台（402）在第三销钉（4A）穿过第三销钉孔（402A）时膨胀变形，实现第三马蹄台（402）与上端盖（1）的第二凹槽（12B）之间的挤压安装。
[0037] 所述第四马蹄台（403）的中心开有第四销钉孔（403A），该第四销钉孔（403A）用于第四销钉（4B）的锥形段穿过，且第四销钉（4B）的圆柱段置于第四销钉孔（403A）内，第四销钉（4B）的锥形段安装在下端盖（2）的第五定位孔（2I）内。
[0038] 所述第四马蹄台（403）上设有第四开（403B），该第四开口（403B）有利于第四马蹄台（403）在第四销钉（4B）穿过第四销钉孔（403A）时膨胀变形，实现第四马蹄台（403）与下端盖（2）的第五凹槽（22B）之间的挤压安装。
[0039] 下簧片（5）上设有下簧片本体（501）、第五马蹄台（502）、第六马蹄台（503）；第五马蹄台（502）与第六马蹄台（503）设置在下簧片本体（501）的两端。
[0040] 所述第五马蹄台（502）的中心开有第五销钉孔（502A），该第五销钉孔（502A）用于第五销钉（5A）的锥形段穿过，且第五销钉（5A）的圆柱段置于第五销钉孔（502A）内，第五销钉（5A）的锥形段安装在上端盖（1）的第三定位孔（1J）内。
[0041] 所述第五马蹄台（502）上设有第五开（502B），该第五开（502B）有利于第五马蹄台（502）在第五销钉（5A）穿过第五销钉孔（502A）时膨胀变形，实现第五马蹄台（502）与上端盖（1）的第三凹槽（12C）之间的挤压安装。
[0042] 所述第六马蹄台（503）的中心开有第六销钉孔（503A），该第六销钉孔（503A）用于第六销钉（5B）的锥形段穿过，且第六销钉（5B）的圆柱段置于第六销钉孔（503A）内，第六销钉（5B）的锥形段安装在下端盖（2）的第四定位孔（2H）内。
[0043] 所述第六马蹄台（503）上设有第六开（503B），该第六开（503B）有利于第六马蹄台（503）在第六销钉（5B）穿过第六销钉孔（503A）时膨胀变形，实现第六马蹄台（503）与下端盖（2）的第四凹槽（22A）之间的挤压安装。
[0044] 本发明基于簧片的螺旋交叉柔性轴承的优点在于：
[0045] ①采用三个簧片等角度螺旋交叉配合形成的柔性轴承，转角范围非常大（最大可达正负25°），极大扩展了其应用范围。
[0046] ②三个簧片均等分布，提高了柔性轴承的径向刚度和轴向刚度，进而提升了轴承的有效
载荷。同时保留了柔性轴承高精度高分辨率的优点。
[0047] ③在不改变轴承端盖的设计情况下，可随意改变簧片形状配置出不同性能的柔性轴承。
[0048] ④螺旋端盖的设计使得轴承结构非常紧凑，同时良好的机械
接口使得同轴承配合的外围零件接口设计变得容易。
附图说明
[0049] 图1是本发明中的一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承的外部结构图。
[0050] 图1A是本发明中的一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承的正视面结构图。
[0051] 图1B是本发明中的一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承的左视面结构图。
[0052] 图1C是本发明中的一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承的右视面结构图。
[0053] 图1D是未装配上端盖的一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承的结构图。
[0054] 图1E是本发明中锥形销钉的结构图。
[0055] 图1F是本发明中的一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承的分解图。
[0056] 图2是本发明的上簧片的结构图。
[0057] 图3是本发明的中簧片的结构图。
[0058] 图4是本发明的下簧片的结构图。
[0059] 图5是本发明的上端盖另一视角结构图。图5A是本发明的上端盖再一视角结构图。
[0060] 图5B是本发明的上端盖局部剖视图。图5C是本发明的上端盖正视图。
[0061] 图6是本发明的下端盖另一视角结构图。图6A是本发明的下端盖再一视角结构图。
[0062] 图6B是本发明的下端盖局部剖视图。图6C是本发明的下端盖正视图。
[0063] 图7是本发明的带有缺口体的簧片与下端盖装配的结构图。
[0064] 图7A是本发明的第一上簧片的结构图。
[0065] 图8是本发明的“之”字形簧片与下端盖装配的结构图。
[0066] 图8A是本发明的第二上簧片的结构图。
[0067] 图9是本发明的“弓”字形簧片与下端盖装配的结构图。
[0068] 图9A是本发明的第三种上簧片的结构图。
[0069] 图10是本发明基于簧片的螺旋交叉柔性轴承初始位的简示图。
[0070] 图10A是本发明基于簧片的螺旋交叉柔性轴承外力作用下的运动简示图。
[0071]1.上端盖 1A.第一通孔 1B.第二通孔 1C.第三通孔
1D.第一螺纹孔 1E.第一安装台 1F.第二安装台 1G.第三安装台
1H.第一定位孔 1I.第二定位孔 1J.第三定位孔 1K.凹腔
11.上顶板 11A.内板面 12.螺旋倾斜体 13.纵向板面
12A.第一凹槽 12B.第二凹槽 12C.第三凹槽
2.下端盖 2A.第四通孔 2B.第五通孔 2C.第六通孔
2D.第二螺纹孔 2E.第四安装台 2F.第五安装台 2G.第六安装台
2H.第四定位孔 2I.第五定位孔 2J.第六定位孔 2K.凹腔
21.下顶板 21A.内板面 22.螺旋倾斜体 23.纵向板面
22A.第四凹槽 22B.第五凹槽 22C.第六凹槽
3.上簧片 301.上簧片本体 302.第一马蹄台 302A.第一销钉孔
302B.第一开口 302C.上端面 303.第二马蹄台 303A.第二销钉孔
303B.第二开口 3A.第一销钉 3A-1.圆柱段 3A-2.锥形段
3B.第二销钉 31.第一上簧片 311.第一上簧片本体 312.第一马蹄台
312A.第一销钉孔 312B.第一开口 312C.上端面 313.第二马蹄台
313A.第二销钉孔 313B.第二开口 314.第一缺口体 315.第二缺口体
32.第二上簧片 322.第一马蹄台 322A.第一销钉孔 322B.第一开口
322C.上端面 323.第二马蹄台 323A.第二销钉孔 323B.第二开口
324.上柔性片 325.连接刚体 326.下柔性片 33.第三上簧片
332.第一马蹄台 332A.第一销钉孔 332B.第一开口 332C.上端面
333.第二马蹄台 333A.第二销钉孔 333B.第二开口 334.上柔性片
335.中柔性片 336.下柔性片 337.第一连接刚体 338.第二连接刚体
4.中簧片 401.中簧片本体 402.第三马蹄台 402A.第三销钉孔
402B.第三开口 402C.上端面 403.第四马蹄台 403A.第四销钉孔
403B.第四开口 4A.第三销钉 4B.第四销钉 41.第一中簧片
42.第二中簧片 43.第三中簧片 5.下簧片 501.下簧片本体
502.第五马蹄台 502A.第五销钉孔 502B.第五开口 502C.上端面
503.第六马蹄台 503A.第六销钉孔 503B.第六开口 5A.第五销钉
5B.第六销钉 51.第一下簧片 52.第二下簧片 53.第三下簧片
6.螺旋间隙
具体实施方式
[0072] 下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
[0073] 参见图1、图1D、图1F所示，本发明的一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承，该轴承包括有上端盖1、下端盖2、上簧片3、中簧片4、下簧片5和锥形销钉（即第一锥形销钉3A、第二锥形销钉3B、第三锥形销钉4A、第四锥形销钉4B、第五锥形销钉5A、第六锥形销钉5B）；
[0074] 上端盖1与下端盖2装配后形成有一螺旋间隙6，参见图1、图1A、图1B、图1C所示；上簧片3、中簧片4和下簧片5通过锥形销钉安装在上端盖1与下端盖2内部形成的空腔里；
[0075] 上端盖1与下端盖2的结构相同，参见图5、图6所示；
[0076] 上簧片3、中簧片4和下簧片5的结构相同，参见图2、图3、图4所示；
[0077] 第一锥形销钉3A、第二锥形销钉3B、第三锥形销钉4A、第四锥形销钉4B、第五锥形销钉5A和第六锥形销钉5B的结构相同，参见图1E所示。第一锥形销钉3A上设有圆柱段3A-1和锥形段3A-2，圆柱段3A-1用于与簧片的马蹄台上的销钉孔配合，锥形段3A-2用于与凹槽内的定位孔配合。
[0078] 在本发明中，基于簧片的螺旋交叉柔性轴承的直径记为D，高度记为H，参见图1所示。一般地，D＝1.3H～1.5H，H＝10mm～45mm。
[0079] 为了实现本发明设计的基于簧片的螺旋交叉柔性轴承在旋转运动时，上、下两个端盖不存在相互干涉，设计了螺旋间隙6。
[0080] 在上端盖1的纵向板面13的外边线上任取一点记为B1，在下端盖2的纵向板面23的外边线上任取一点记为A1，连接B1点与A1点形成B1A1线，使得B1A1线平行于上端盖1的上顶板11的内板面11A；过B1A1线作平行于内板面11A的一个平面（记为第一平面），则第一平面与
中轴线交于一点记为O1，∠A1O1B1即为轴承的逆
时针转角α。
[0081] 取上端盖1的螺旋起始点B2，过B2点作平行于内板面11A的一个平面（记为第二平面），则第二平面与中轴线交于一点记为O2，第二平面与下端盖2的螺旋倾斜体22的外轮廓线交于一点记为A2，∠A2O2B2即为轴承的顺时针转角β。
[0082] 本发明设计的逆时针转角α与顺时针转角β的角度是相同的。螺旋间隙6的间隙宽度是由轴承旋转范围决定的，本发明螺旋交叉柔性轴承可实现的最大转角应当等于逆时针转角α或者是顺时针转角β。一般地α＝β＝15°～25°。
[0083] （一）上端盖1
[0084] 参见图1、图1B、图5、图5A、图5B、图5C所示，上端盖1的一端采用螺旋倾斜曲面设计，另一端为平板面设计。上端盖1为一体成型结构件。上端盖1采用不锈
钢材料加工。
[0085] 上端盖1上设有上顶板11和螺旋倾斜体12，螺旋倾斜体12的竖直平面称为纵向板面13。
[0086] 所述上顶板11的中心设有凹腔1K，该凹腔1K用于放置与本发明设计的三簧片螺旋交叉柔性轴承进行固定连接的一支撑件，主要也是实现本发明设计的三簧片螺旋交叉柔性轴承与支撑件之间的安装位置定位。
[0087] 所述上顶板11上设有第一通孔1A、第二通孔1B、第三通孔1C和第一螺纹孔1D（可以是3个或者4个）；所述第一螺纹孔1D用于安装螺钉，通过该螺钉实现将上端盖1与支撑件之间的固定；第一通孔1A用于第二销钉3B穿过，第二通孔1B用于第四销钉4B穿过，第三通孔1C用于第六销钉5B穿过。
[0088] 穿过第一通孔1A的第二销钉3B再次穿过第一上簧片3的第二马蹄台303上的第二销钉孔303A，且第二销钉3B的圆柱段置于第二销钉孔303A内，第二销钉3B的锥形段安装于下端盖2的第六凹槽22C的第六定位孔2J内。
[0089] 穿过第二通孔1B的第四销钉4B再次穿过第二上簧片4的第四马蹄台403上的第四销钉孔403A，且第四销钉4B的圆柱段置于第四销钉孔403A内，第四销钉4B的锥形段安装于下端盖2的第五凹槽22B的第五定位孔2I内。
[0090] 穿过第三通孔1C的第六销钉5B再次穿过第三上簧片5的第六马蹄台503上的第六销钉孔503A，且第六销钉5B的圆柱段置于第六销钉孔503A内，第六销钉5B的锥形段安装于下端盖2的第四凹槽22A的第四定位孔2H内。
[0091] 所述螺旋倾斜体12上开有第一凹槽12A、第二凹槽12B、第三凹槽12C；
[0092] 第一凹槽12A的底部为第一安装台1E，第一安装台1E内开有第一定位孔1H；第一定位孔1H内安装有第一销钉3A的锥形段3A-2；
[0093] 第二凹槽12B的底部为第二安装台1F，第二安装台1F内开有第二定位孔1I；第二定位孔1I内安装有第三销钉4A的锥形段；
[0094] 第三凹槽12C的底部为第三安装台1G，第三安装台1G内开有第三定位孔1J；第三定位孔1J内安装有第五销钉5A的锥形段。
[0095] 在本发明中，上顶板11的厚度记为H11，螺旋倾斜体12的纵向板面13高度记为H13，第一安装台1E距上顶板11的内板面11A的距离记为H1E，第二安装台1F距上顶板11的内板面11A的距离记为H1F，第三安装台1G距上顶板11的内板面11A的距离记为H1G；尺寸关系为：H11＝0.1H～0.13H，H13＝0.7H～0.8H，H1E＝0.037H～0.039H，H1F＝0.27H～0.28H，H1G＝0.5H～0.51H。安装台采用与内板面11A的距离为不同高度的设计，是为了保证三个簧片螺旋交叉安装时不产生干涉；同时也是为了保证在有动力加载时，本发明的螺旋交叉柔性轴承具有大行程。
[0096] 在本发明中，上端盖1的螺旋倾斜体12的螺旋线的
螺距记为d（如图5C所示），螺旋线的螺距d与螺旋交叉柔性轴承的高度H相关的，即d＝0.97H～0.99H。
[0097] （二）下端盖2
[0098] 参见图1、图1B、图6、图6A、图6B、图6C所示，下端盖2的一端采用螺旋倾斜曲面设计，另一端为平板面设计。下端盖2为一体成型结构件。下端盖2采用
不锈钢材料加工。
[0099] 下端盖2上设有下顶板21和螺旋倾斜体22，螺旋倾斜体22的竖直平面称为纵向板面23。
[0100] 所述下顶板21的中心设有凹腔2K，该凹腔2K用于放置与本发明设计的三簧片螺旋交叉柔性轴承进行固定连接的另一支撑件，主要也是实现本发明设计的三簧片螺旋交叉柔性轴承与另一支撑件之间的安装位置定位。
[0101] 所述下顶板21上设有第四通孔2A、第五通孔2B、第六通孔2C和第二螺纹孔2D（可以是3个或者4个）；所述第二螺纹孔2D用于安装螺钉，通过该螺钉实现将下端盖2与另一支撑件之间的固定；第四通孔2A用于第一销钉3A穿过，第五通孔2B用于第三销钉4A穿过，第六通孔2C用于第五销钉5A穿过。
[0102] 穿过第四通孔2A的第一销钉3A再次穿过第一上簧片3的第一马蹄台302上的第一销钉孔302A，且第一销钉3A的圆柱段3A-1置于第一销钉孔302A内，第一销钉3A的锥形段3A-2安装于上端盖1的第一凹槽12A的第一定位孔1H内。
[0103] 穿过第五通孔2B的第三销钉4A再次穿过第二上簧片4的第三马蹄台402上的第三销钉孔402A，且第三销钉4A的圆柱段置于第三销钉孔402A内，第三销钉4A的锥形段安装于上端盖1的第二凹槽12B的第二定位孔1I内。
[0104] 穿过第六通孔2C的第五销钉5A再次穿过第三上簧片5的第五马蹄台502上的第五销钉孔502A，且第五销钉5A的圆柱段置于第五销钉孔502A内，第五销钉5A的锥形段安装于上端盖1的第三凹槽12C的第三定位孔1J内。
[0105] 所述螺旋倾斜体22上开有第四凹槽22A、第五凹槽22B、第六凹槽22C；
[0106] 第四凹槽22A的底部为第四安装台2E，第四安装台2E内开有第四定位孔2H；第四定位孔2H内安装有第二销钉3B的锥形段；
[0107] 第五凹槽22B的底部为第五安装台2F，第五安装台2F内开有第五定位孔2I；第五定位孔2I内安装有第四销钉4B的锥形段；
[0108] 第六凹槽22C的底部为第六安装台2G，第三安装台1G内开有第六定位孔2J；第六定位孔2J内安装有第六销钉5B的锥形段。
[0109] 在本发明中，下顶板21的厚度记为H21（H21＝H11），螺旋倾斜体22的纵向板面23高度记为H23（H23＝H13），第四安装台2E距下顶板21的内板面21A的距离记为H2E（H2E＝H1E），第五安装台2F距下顶板21的内板面21A的距离记为H2F（H2F＝H1F），第六安装台2G距下顶板21的内板面21A的距离记为H2G（H2G＝H1G）；尺寸关系为：H21＝0.1H～0.13H，H23＝0.7H～0.8H，H2E＝0.037H～0.039H，H2F＝0.27H～0.28H，H2G＝0.5H～0.51H。安装台采用与内板面21A的距离为不同高度的设计，是为了保证三个簧片螺旋交叉安装时不产生干涉；同时也是为了保证在有动力加载时，本发明的螺旋交叉柔性轴承具有大行程。
[0110] 在本发明中，下端盖2的螺旋倾斜体22的螺旋线的螺距记为d（如图6C所示），螺旋线的螺距d与螺旋交叉柔性轴承的高度H相关的，即d＝0.97H～0.99H。
[0111] （三）上簧片3
[0112] 参见图2所示，上簧片3上设有上簧片本体301、第一马蹄台302、第二马蹄台303；第一马蹄台302与第二马蹄台303设置在上簧片本体301的两端。
[0113] 所述第一马蹄台302的中心开有第一销钉孔302A，该第一销钉孔302A用于第一销钉3A的锥形段3A-2穿过，且第一销钉3A的圆柱段3A-1置于第一销钉孔302A内，第一销钉3A的锥形段3A-2安装在上端盖1的第一定位孔1H内。
[0114] 所述第一马蹄台302上设有第一开口302B，该第一开口302B有利于第一马蹄台302在第一销钉3A穿过第一销钉孔302A时膨胀变形，实现第一马蹄台302与上端盖1的第一凹槽12A之间的挤压安装。
[0115] 所述第二马蹄台303的中心开有第二销钉孔303A，该第二销钉孔303A用于第二销钉3B的锥形段穿过，且第二销钉3B的圆柱段置于第二销钉孔303A内，第二销钉3B的锥形段安装在下端盖2的第六定位孔2J内。
[0116] 所述第二马蹄台303上设有第二开口303B，该第二开口303B有利于第二马蹄台303在第二销钉3B穿过第二销钉孔303A时膨胀变形，实现第二马蹄台303与下端盖2的第六凹槽22C之间的挤压安装。
[0117] 在本发明中，为了实现上簧片3一端与上端盖1的定位安装，则将第一马蹄台302的上端面302C与第一安装台1E
接触。为了实现上簧片3另一端与下端盖2的定位安装，则将第二马蹄台303的下端面与第六安装台2G接触。
[0118] 在本发明中，为了实现本发明设计的一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承的旋转功能，上簧片3采用
钛合金或者
铝合金材料加工。将上簧片3设计为薄片形式，有利于旋转过程中的大行程变形。
[0119] 在本发明中，上簧片3的加工材料可以是Ti-6Al-4V。
[0120] 在本发明中，上簧片3的加工材料可以是
铝合金中的牌号为7075-T6。
[0121] （四）中簧片4
[0122] 参见图3所示，中簧片4上设有中簧片本体401、第三马蹄台402、第四马蹄台403；第三马蹄台402与第四马蹄台403设置在中簧片本体401的两端。
[0123] 所述第三马蹄台402的中心开有第三销钉孔402A，该第三销钉孔402A用于第三销钉4A的锥形段穿过，且第三销钉4A的圆柱段置于第三销钉孔402A内，第三销钉4A的锥形段安装在上端盖1的第二定位孔1I内。
[0124] 所述第三马蹄台402上设有第三开口402B，该第三开口402B有利于第三马蹄台402在第三销钉4A穿过第三销钉孔402A时膨胀变形，实现第三马蹄台402与上端盖1的第二凹槽12B之间的挤压安装。
[0125] 所述第四马蹄台403的中心开有第四销钉孔403A，该第四销钉孔403A用于第四销钉4B的锥形段穿过，且第四销钉4B的圆柱段置于第四销钉孔403A内，第四销钉4B的锥形段安装在下端盖2的第五定位孔2I内。
[0126] 所述第四马蹄台403上设有第四开口403B，该第四开口403B有利于第四马蹄台403在第四销钉4B穿过第四销钉孔403A时膨胀变形，实现第四马蹄台403与下端盖2的第五凹槽22B之间的挤压安装。
[0127] 在本发明中，为了实现中簧片4一端与上端盖1的定位安装，则将第三马蹄台402的上端面402C与第二安装台1F接触。为了实现中簧片4另一端与下端盖2的定位安装，则将第四马蹄台403的下端面与第五安装台2F接触。
[0128] 在本发明中，为了实现本发明设计的一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承的旋转功能，中簧片4采用钛合金或者铝合金材料加工。将中簧片4设计为薄片形式，有利于旋转过程中的大行程变形。
[0129] 在本发明中，中簧片4的加工材料可以是Ti-6Al-4V。
[0130] 在本发明中，中簧片4的加工材料可以是铝合金中的牌号为7075-T6。
[0131] （五）下簧片5
[0132] 参见图4所示，下簧片5上设有下簧片本体501、第五马蹄台502、第六马蹄台503；第五马蹄台502与第六马蹄台503设置在下簧片本体501的两端。
[0133] 所述第五马蹄台502的中心开有第五销钉孔502A，该第五销钉孔502A用于第五销钉5A的锥形段穿过，且第五销钉5A的圆柱段置于第五销钉孔502A内，第五销钉5A的锥形段安装在上端盖1的第三定位孔1J内。
[0134] 所述第五马蹄台502上设有第五开口502B，该第五开口502B有利于第五马蹄台502在第五销钉5A穿过第五销钉孔502A时膨胀变形，实现第五马蹄台502与上端盖1的第三凹槽12C之间的挤压安装。
[0135] 所述第六马蹄台503的中心开有第六销钉孔503A，该第六销钉孔503A用于第六销钉5B的锥形段穿过，且第六销钉5B的圆柱段置于第六销钉孔503A内，第六销钉5B的锥形段安装在下端盖2的第四定位孔2H内。
[0136] 所述第六马蹄台503上设有第六开口503B，该第六开口503B有利于第六马蹄台503在第六销钉5B穿过第六销钉孔503A时膨胀变形，实现第六马蹄台503与下端盖2的第四凹槽22A之间的挤压安装。
[0137] 在本发明中，为了实现下簧片5一端与上端盖1的定位安装，则将第五马蹄台502的上端面502C与第三安装台1G接触。为了实现下簧片5另一端与下端盖2的定位安装，则将第六马蹄台503的下端面与第四安装台2E接触。
[0138] 在本发明中，为了实现本发明设计的一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承的旋转功能，下簧片5采用钛合金或者铝合金材料加工。将下簧片5设计为薄片形式，有利于旋转过程中的大行程变形。
[0139] 在本发明中，下簧片5的加工材料可以是Ti-6Al-4V。
[0140] 在本发明中，下簧片5的加工材料可以是铝合金中的牌号为7075-T6。
[0141] 参见图7、图7A所示簧片的结构，称为第二种簧片结构（即带有缺口体簧片），记为第一上簧片31、第一中簧片41、第一下簧片51，第一上簧片31、第一中簧片41和第一下簧片51的结构相同。第一上簧片31上设有第一上簧片本体311、第一马蹄台312、第二马蹄台313、第一缺口体314和第二缺口体315；第一马蹄台312与第二马蹄台313设置在第一上簧片本体311的两端，第一马蹄台312与第一上簧片本体311的一端之间
串联有第一缺口体314，第二马蹄台313与第一上簧片本体311的另一端之间串联有第二缺口体315。采用在第一上簧片本体311的两端串联缺口体，能够增大轴承在旋转过程中的柔性。
[0142] 所述第一马蹄台312的中心开有第一销钉孔312A，该第一销钉孔312A用于第一销钉3A的锥形段3A-2穿过，且第一销钉3A的圆柱段3A-1置于第一销钉孔312A内，第一销钉3A的锥形段3A-2安装在上端盖1的第一定位孔1H内。
[0143] 所述第一马蹄台312上设有第一开口312B，该第一开口312B有利于第一马蹄台312在第一销钉3A穿过第一销钉孔312A时膨胀变形，实现第一马蹄台312与上端盖1的第一凹槽12A之间的挤压安装。
[0144] 所述第二马蹄台313的中心开有第二销钉孔313A，该第二销钉孔313A用于第二销钉3B的锥形段穿过，且第二销钉3B的圆柱段置于第二销钉孔313A内，第二销钉3B的锥形段安装在下端盖2的第六定位孔2J内。
[0145] 所述第二马蹄台313上设有第二开口313B，该第二开口313B有利于第二马蹄台313在第二销钉3B穿过第二销钉孔313A时膨胀变形，实现第二马蹄台313与下端盖2的第六凹槽22C之间的挤压安装。
[0146] 在本发明中，为了实现第一上簧片31一端与上端盖1的定位安装，则将第一马蹄台312的上端面与第一安装台1E接触。为了实现第一上簧片31另一端与下端盖2的定位安装，则将第二马蹄台313的下端面与第六安装台2G接触。
[0147] 参见图8、图8A所示簧片的结构，称为第三种簧片结构（即“之”字形簧片），记为第二上簧片32、第二中簧片42、第二下簧片52，第二上簧片32、第二中簧片42和第二下簧片52的结构相同。第二上簧片32上设有上柔性片324、连接刚体325、下柔性片326、第一马蹄台322和第二马蹄台323；第一马蹄台322设置在下柔性片326的一端端部，第二马蹄台
323设置在上柔性片324的一端端部；连接刚体325的两端分别与下柔性片326的另一端和上柔性片324的另一端结合。采用“之”字形折叠簧片替代第一上簧片本体，能够增大簧片的有效长度，同时也增大了轴承的旋转角度。
[0148] 所述第一马蹄台322的中心开有第一销钉孔322A，该第一销钉孔322A用于第一销钉3A的锥形段3A-2穿过，且第一销钉3A的圆柱段3A-1置于第一销钉孔322A内，第一销钉3A的锥形段3A-2安装在上端盖1的第一定位孔1H内。
[0149] 所述第一马蹄台322上设有第一开口322B，该第一开口322B有利于第一马蹄台322在第一销钉3A穿过第一销钉孔322A时膨胀变形，实现第一马蹄台322与上端盖1的第一凹槽12A之间的挤压安装。
[0150] 所述第二马蹄台323的中心开有第二销钉孔323A，该第二销钉孔323A用于第二销钉3B的锥形段穿过，且第二销钉3B的圆柱段置于第二销钉孔323A内，第二销钉3B的锥形段安装在下端盖2的第六定位孔2J内。
[0151] 所述第二马蹄台323上设有第二开口323B，该第二开口323B有利于第二马蹄台323在第二销钉3B穿过第二销钉孔323A时膨胀变形，实现第二马蹄台323与下端盖2的第六凹槽22C之间的挤压安装。
[0152] 在本发明中，为了实现上第二簧片32一端与上端盖1的定位安装，则将第一马蹄台322的上端面与第一安装台1E接触。为了实现第二上簧片32另一端与下端盖2的定位安装，则将第二马蹄台323的下端面与第六安装台2G接触。
[0153] 参见图9、图9A所示簧片的结构，称为第四种簧片结构（即“弓”字形簧片），记为第三上簧片33、第三中簧片43、第三下簧片53，第三上簧片33、第三中簧片43和第三下簧片53的结构相同。第三上簧片33上设有上柔性片334、中柔性片335、下柔性片336、第一连接刚体337、第二连接刚体338、第一马蹄台332和第二马蹄台333；第一马蹄台332设置在下柔性片336的一端端部，第二马蹄台333设置在上柔性片334的一端端部；上柔性片334至下柔性片336之间顺序设有第一连接刚体337、中柔性片335和第二连接刚体338。采用“弓”字形折叠簧片替代第一上簧片本体，能够增大簧片的有效长度，同时也增大了轴承的旋转角度。
[0154] 所述第一马蹄台332的中心开有第一销钉孔332A，该第一销钉孔332A用于第一销钉3A的锥形段3A-2穿过，且第一销钉3A的圆柱段3A-1置于第一销钉孔332A内，第一销钉3A的锥形段3A-2安装在上端盖1的第一定位孔1H内。
[0155] 所述第一马蹄台332上设有第一开口332B，该第一开口332B有利于第一马蹄台332在第一销钉3A穿过第一销钉孔332A时膨胀变形，实现第一马蹄台332与上端盖1的第一凹槽12A之间的挤压安装。
[0156] 所述第二马蹄台333的中心开有第二销钉孔333A，该第二销钉孔333A用于第二销钉3B的锥形段穿过，且第二销钉3B的圆柱段置于第二销钉孔333A内，第二销钉3B的锥形段安装在下端盖2的第六定位孔2J内。
[0157] 所述第二马蹄台333上设有第二开口333B，该第二开口333B有利于第二马蹄台333在第二销钉3B穿过第二销钉孔333A时膨胀变形，实现第二马蹄台333与下端盖2的第六凹槽22C之间的挤压安装。
[0158] 在本发明中，为了实现第三上簧片33一端与上端盖1的定位安装，则将第一马蹄台332的上端面与第一安装台1E接触。为了实现第三上簧片33另一端与下端盖2的定位安装，则将第二马蹄台333的下端面与第六安装台2G接触。
[0159] 本发明设计的一种基于簧片的螺旋交叉柔性轴承，其运动的简图如图10、图10A所示，图中两两簧片之间的安装角γ=60°，设上端盖1为固定刚体，下端盖2为运动刚体。当下端盖2（运动刚体）受到外力F（切向力）、P（轴向力）、M（弯矩）作用的时候，下端盖2（运动刚体）会随着三个簧片的变形而近似
绕簧片交叉点O旋转。在三个簧片的变形条件下，下端盖2相对于上端盖1旋转一定的角度记为旋转角θ，所述旋转角θ的大小由外力F、P、M的大小和该轴承的旋转刚度决定。当外力F、P、M消失后，运动刚体自动恢复至初始位置。所述旋转角θ是指第一连线与第二连线相交的夹角。第一连线与第二连线的相交点记为O3。所述第一连线是指变形前的上簧片3与下簧片5之间的端部连线。所述第二连线是指变形后的上簧片3与下簧片5之间的端部连线。
