具有连续多行程恒力柔顺机构设计

为实现多段恒力功能，提出一种基于并联负刚度结构的多行程恒力柔顺机构设计方法。以一种新型余弦形曲梁作为负刚度结构，其负刚度行程大、线性度高，与具有正刚度特性的复合梁组合后，以实现连续两段恒力输出性能。采用伪刚体法和基于能量法的瑞利-里兹法建立多行程恒力柔顺机构的理论分析模型，有限元仿真结果验证理论模型的准确性。以提高恒力范围为目标，分析主要尺寸参数对力学特性的影响，优化初始尺寸参数。制作且测试优化后的恒力机构样机，实验结果表明恒力机构两段恒力范围分别为1 mm～6.8 mm、8.8 mm～14.4 mm,输出恒力分别约为7.7 N、19.7 N,证明了设计方法的有效性。