平面柔性铰链机构自动建模方法

从图论的基本概念出发,得到了柔性铰链机构有向图表示,并针对平面柔性铰链机构提出一种改进的双色图表示方法．通过十字链表的数据结构形式将柔性铰链机构的双色图表示映射到计算机中,按照所需的运算顺序遍历双色图,依次调用相应的函数表达式,从而实现了柔性铰链机构运动静力学模型的自动生成．以差分微位移放大机构为例,将基于图表示的平面柔性铰链机构自动建模方法计算结果与有限元仿真分析结果对比,两者的相对误差为4.89％,表明该自动建模方法是可行的．     

平面全柔性并联机构柔性铰链的优化分析

以减小全柔性并联机构中最大应力为目标,通过约束优化算法,并结合ANSYS仿真,研究了3-DOF 4 RRR过驱动并联机构中柔性铰链的优化问题.通过ANSYS建立了全柔性机构的有限元模型,并进行了力学性能分析,给出了机构的性能图谱;建立了全柔性机构中柔性铰链的参数优化模型,采用MATLAB对柔性铰链的最小铰链厚度t和铰链半径R进行优化,并通过ANSYS仿真对优化结果进行检验.检验结果证明,当输出位移一定时,对柔性铰链进行优化后的机构的最大应力比优化前的机构小.     

直角柔性铰链平行四杆机构的导向位移分析

为了实现对直角柔性铰链单平行四杆机构的精确定位,根据结构的对称性建立了导向位移分析的单支链模型,引入奇异函数法推导了直角柔性铰链单平行四杆机构的导向位移计算公式;利用ANSYS10.0软件对线切割加工的样件进行有限元仿真,分析了实验值与理论计算值及有限元仿真值之间存在误差的原因.结果表明,在弹性变形内,机构的导向位移与外力成近似线性关系;理论模型与有限元法所得结果相近,误差为1.64%,但与实验所得结果存在约5.76%的误差.机构的加工误差、材料的组织缺陷及加工过程中的加工硬化现象等因素都会使得实验值偏离理论值与仿真值.     

大变形柔性铰链的多簧片构型

如何设计大变形的柔性铰链是目前进行柔性铰链研究的方向和热点之一。讨论了几种典型大变形柔性铰链的结构形式及特点,提出了应用多簧片构型设计大变形柔性铰链的参考方法,并根据此方法设计了一种具有较大转动范围的多簧片构型的柔性铰链,应用有限元方法进行了分析及实验研究。实验结果表明,这种多簧片串并联构型的柔性铰链具有较大的转动范围、转动柔度和较小的径向刚度。     

含柔性铰链柔顺机构的驱动性能分析

以含柔性铰链的平面柔顺曲柄连杆机构为研究对象,建立伪刚体模型.通过对伪刚体模型进行动力学分析,推导出一种新的含柔性铰链的平面柔顺机构驱动力矩的计算方法.算式表明,平面柔顺机构的驱动特性与机构中柔性铰链之间存在着内在关系.根据算例分析结果可知,含柔性铰链的柔顺机构的最大驱动力矩可通过改变柔性铰链的刚度和柔性铰链未发生变形时机构的初始位置来减小.计算了当柔性铰链的刚度及初始位置达到最优时最大驱动力矩的缩减比,为平面柔顺机构的优化设计提供了依据.     

基于概率的柔性铰链机构的优化设计

研究了具有随机参数的平面柔性铰链机构的位移放大和刚度性能的优化问题．从概率统计角度出发，将各设计参数看作随机变量，建立了基于概率的柔性铰链机构优化设计模型，并用Monte Carlo模拟法得到了柔性机构性能及一些约束函数的均值和方差，优化设计求解采用Lagrange乘子法，利用分布函数法将模型中的可靠性约束等价处理为常规约束形式，通过优化设计得到了优化设计向量．根据所得优化设计向量分别得到了机构性能的计算结果，结果表明，当设计参数分散性变大时，优化设计结果偏于保守。     

解析法求解平面铰链四杆机构的探讨

阐述了用三角几何知识建立求解平面铰链四杆机构各杆长度的数学模型,然后利用ＡｕｔｏＬＩＳＰ语言编程,ＡｕｔｏＣＡＤ 绘图,使所设计的四杆机构在转动的同时直观地绘出连杆上任意点的运动轨迹,使其满足设计要求。     

解析法求解平面铰链四杆机构的探讨

阐述了用三角几何知识建立求解平面铰链四杆机构各杆长度的数学模型,然后利用AutoLISP语言编程,AutoCAD绘图,使所设计的四杆机构在转动的同时直观地绘出连杆上任意点的运动轨迹,使其满足设计要求。     

倒圆角柔性铰链位移传动机构的设计和分析

为了减少单方向上的装配空间,设计一种倒圆角柔性铰链的位移传动机构,用于改变压电型直线促动器的力-位移方向。利用Matlab对倒圆角柔性铰链的刚度计算公式编程,分析各设计参数对刚度的影响程度。通过对固定端的柔性铰链的强度分析以及机构的传动要求,确定合理的设计几何参数,并基于ANSYS有限元分析对设计进行验证。结果表明：这种设计方法更加简洁、准确、快捷。为此类传动机构设计提供一定的依据。     

考虑全柔性单元复杂变形的微位移放大机构刚度分析

提出一种考虑全柔性单元复杂变形的平面柔性机构刚度分析方法, 除将底座视为刚性单元外, 其余全部视为柔性单元, 然后根据力平衡方程即可得到机构整体刚度.该方法综合考虑了各柔性单元在各向的变形, 使得分析结果更接近实际情况, 同时避免了其他方法需要单独处理的柔性单元与刚性单元的位移协调问题, 可大大减少计算量.应用多种方法对一种微位移放大模块的刚度进行了研究.全柔性单元法的分析结果更接近ANSYS仿真结果, 并表明机构的整体刚度K与动力臂和阻力臂的比值有关, 两者相等时近似取得最小值, 为刚度与阻力臂的关系曲线拐点, 分析结果对给定刚度的杠杆放大机构参数设计具有重要意义.     

按两连架杆对应位置设计平面铰链四杆机构的解析方法

本文给出了按两连架杆的三个对应位置要求设计平面铰链四杆机构的解析法,该方法计算简单,具有一定的实用价值。     

二维微动平台柔性机构动力学建模与分析

提出一种基于并联柔性机构的两自由度平动解耦并联微动平台.平台采用复合双平行四杆柔性机构模块,采用结构对称约束消除轴间耦合和寄生位移的产生,实现X,Y方向的平动.采用刚度矩阵法对该并联柔性机构进行理论分析,根据观察法建立微动工作台的整体刚度矩阵,得到系统的运动微分方程,推导出系统各阶固有频率.采用有限元分析法对微动工作台进行模态分析,得到微动工作台的固有频率和振型.经过理论分析、有限元计算和试验测试,并对结果进行对比,结果的一致性说明理论分析的正确性和刚度矩阵分析的有效性.     

二级柔性铰链结构放大比优化研究

本文以60倍时对称式二级柔性铰链为例,通过Ansys仿真分析,得到不同放大比设置情况下的理论仿真对比情况.并通过其他倍数关系验证,得出了最优设置关系.为设计多级柔性铰链提供理论依据.     

铰链四杆机构的位置误差分析

运用全微分法建立机构位置方程组，求得机构位置误差方程，与平常的计算法相比，全微分法只需解一个线性方程组，就可确定机构的位置误差方程，方法简单、可行。在误差分析中，不仅找到了影响位置误差的主要因素，而且还利用机构误差分析图，对位置误差做了进一步的定性分析，为合理地确定构件的尺寸公差及原动件的位置公差，提供了理论依据。     

平面低副四杆机构的类型综述

对平面低副四杆机构的分类进行系统的归纳。并给出了应用实例。为机构的造型设计提供基础。     

微定位器中柔性铰链结构的有限元分析及改进

微定位器是微机械系统精密加工、纳米技术的重要组成部分，柔性铰链结构则是微定位器的核心部件。利用有限元分析软件ANSYS，对两种常见铰链进行了分析，研究了其几何参数对结构的刚度、运动方向精度的影响；证明了在微动范围内，柔性铰链结构的刚度不随输出点的线位移的大小变化而变化，是常数，且刚度与结构的运动方向精度不成简单的线性关系。在此基础上，提出一种改进型柔性铰链结构，各项性能指标得到了改善。     

铰链四杆机构运动精度和可靠性分析

考虑了铰链四杆机构中杆件长度误差和铰链中的间隙，并对铰链四杆机构进行了输出位移的运动精度和可靠性分析，分析过程中使用了与原四杆机构各校链相对应的转换机构，并用具体算例阐述了该分析方法的应用情况。     

铰链四杆机构的位置误差分析

运用全微分法建立机构位置方程组,求得机构位置误差方程,与平常的计算法相比,全微分法只需解一个线性方程组,就可确定机构的位置误差方程,方法简单、可行.在误差分析中,不仅找到了影响位置误差的主要因素,而且还利用机构误差分析图,对位置误差做了进一步的定性分析,为合理地确定构件的尺寸公差及原动件的位置公差,提供了理论依据.