基于有限元的柔性铰链微位移放大机构设计

设计了基于有限元的柔性铰链微位移放大机构.给出放大机构的微位移损失与所加负载的关系,利用ANSYS软件对3种不同类型柔性铰链组成的放大机构进行了建模和有限元分析,验证了不同类型柔性铰链组成放大机构的变形和应变情况.     

基于压电双晶片驱动微位移放大机构设计

本文主要介绍了以压电双晶片驱动微位移放大机构的设计,该放大机构以三角放大机理构造的柔性铰链机构作为位移输出。并通过理论计算、建模以及有限元软件对微位移放大机构进行设计,最后制作了微位移放大机构的样机,并进行了实验测试。对得到的测试数据进行分析,结果表明:微位移放大机构的行程为0～77.8μm,放大倍数约为6.2倍。     

压电双晶片型微位移放大机构研究

本文主要研究以压电双晶片作为驱动元件,由三角放大机理构造的柔性铰链机构作为位移输出的微位移放大机构.通过理论计算、建模等对微位移放大机构进行设计;制作了微位移放大机构的样机,并进行了实验测试.对得到的测试数据进行分析,得出了结论:微位移放大机构的行程为0～77.8μm,放大倍数约为6.2倍.     

超磁致伸缩微位移放大机构的设计与性能研究北大核心

针对超磁致伸缩驱动器在特殊工作情况下位移量过小的问题,设计一种杠杆结构的柔性铰链式超磁致伸缩微位移放大机构。通过理论计算与有限元分析相结合,验证该设计的合理性,并搭建实验平台测试超磁致伸缩驱动器驱动下放大机构的输出特性。结果表明:所设计的柔性铰链式放大机构放大比为5.32,等效刚度为1.29 N/μm,负载能力强,位移损失量较小,输出效率较高。     

基于超声波电机的三维微动平台的设计

为了适应航空环境中低电压和轻重量的要求,设计了一种基于柔性铰链微位移缩小机构的微动平台。微动平台由超声波电机作为驱动元件,利用杠杆原理,经由柔顺机构输出缩小位移,从而实现机器人末端手臂的微位姿调整。对微位移缩小机构缩小倍数与运动学做了理论分析,并对柔性铰链位移和最大应力进行了有限元分析,实验证明该微动平台可以实现预期的运动。     

压电双晶片型微位移放大机构研究

介绍了以压电双晶片作为驱动元件,由三角放大机理构造的柔性铰链机构作为位移输出的微位移放大机构。通过理论计算、建模等对微位移放大机构进行设计,制作了微位移放大机构的样机,并进行了试验。对得到的测试数据进行分析,研究结果表明,采用压电材料作为精密设备的驱动元件性能良好,所研制压电双晶片型微位移放大机构原理,可推广应用到其他微位移定位系统,是一项具有实际应用价值的技术。     

大行程无耦合二维精密微定位平台设计与分析

为了满足当前精密重型设备对于大行程微定位平台的需求,本文提出了一种压电驱动大行程无耦合的二维精密微定位平台,该平台以压电陶瓷作为驱动元件,利用菱形位移放大机构对位移进行放大输出,同时实现了平台二维大行程、无耦合独立运动。设计了微定位平台的结构,分析了平台的工作原理;运用正交分析法研究了菱形位移放大机构位移输出的影响因素,优化了菱形位移放大机构,得出了平台优化的设计参数;通过有限元软件进行仿真分析,得到了平台的输出位移、位移放大倍数、刚度、固有频率、谐响应频率及最大位移输入时的应力。     

基于柔性铰链的微位移机构设计

针对传统机械式微位移机构无法达到很高的定位精度,设计了一种用于实现精密定位的压电陶瓷驱动的微位移机构.给出了该机构柔性铰链的设计参数,并计算了铰链材料的强度.利用有限元分析软件ANSYS对微位移机构进行结构静力分析,分析了理论计算与实际机构之间存在的误差,结果表明,所设计的柔性铰链参数是正确的.     

柔性铰链放大机构的研制

本文研制了由单轴双圆弧柔性铰链单元构成的微位移放大机构，用于满足微装配系统中夹持微小零件的需要。在分析柔性铰链传动机理的基础上，设计加工出了三种机构，并通过实验验证了其良好的位移放大性能。     

3自由度混合柔性铰链微定位平台的设计与分析

为了提高3自由度并联微定位平台的性能,研究了一种新型的混合柔性铰链微定位平台,它由正圆柔性铰链和直角柔性铰链组成。根据正圆柔性铰链和直角柔性铰链的不同特性,设计出了新型的混合柔性铰链微定位平台。先建立传统的3-RRR柔性铰链微定位平台和新型的混合柔性铰链微定位平台模型。再通过有限元分析软件,比较了新型混合柔性铰链微定位平台和传统的3-RRR柔性铰链微定位平台的柔度和灵敏性。结果表明,混合型柔性铰链微定位平台较传统的3-RRR柔性铰链微定位平台有更好的性能。     

单平行四杆柔性铰链机构的输出位移和耦合误差分析

本文建立了单平行四杆柔性铰链机构的输出位移和耦合误差的公式,并用有限元法分析在其主要参数对输出位移和耦合误差的不同影响,指出耦合误差的存在对纳米级工作台的定位精度和分辨率有较大的影响。     

GMM微泵柔性铰链输出薄膜的结构设计与优化

由于超磁致伸缩高频微泵的普通输出杆与泵腔内壁频繁摩擦产生的损耗,影响泵腔的密封性,从而导致油液泄漏。为解决这一问题,提出一种复合型柔性铰链薄膜取代普通输出杆,并对各种柔性铰链薄膜进行有限元建模及分析,由仿真结果和理论分析得出:该复合型柔性铰链薄膜转动能力强,回转精度高,结构尺寸小,运动灵敏度高,从而减小柔性铰链薄膜与泵腔内壁的摩擦,为以后GMM微泵的设计提供理论基础。     

一种大行程自动对焦的激光辅助加工平台

为了提高激光辅助加工效率,设计一种自动对焦高精度大行程精密定位工作台。该平台的光学对焦理论以激光三角法为基础,这是典型的非接触式测量,不需要计算机的对比计算,这也是该机构精度大、误差小的原因之一。同时,该平台机构在竖直方向上的位移能够达到100μm,这是普通精密机构很难达到的。传动部分中,丝杠两端采用交叉滚子轴承作为支撑,提高机构精度和稳定性。同时,利用压电陶瓷与柔性铰链相连作为微位移驱动器,实现平台精密定位和自动对焦。对焦过程中,不同的离焦量对应不同的LED信号灯提示,同时报警器会发出相应的报警信号提醒。驱动部分应用双联机构,避免了直流电机在驱动时产生震颤的问题,很大程度上提高了对焦平台的精度和对焦效率。     

基于APDL语言的柔性铰链机构参数化实体建模

柔性铰链机构是一种新型的微位移机构，具有无机械摩擦、无间隙、无热源、运动连续、不需润滑及分辨率高等优点，因而在许多领域得到了广泛应用。为了分析柔性铰链机构的输出位移，采用大型通用有限元分析软件ANSYS进行参数化有限元分析，APDL语言(ANSYS Parameter Design Language)是ANSYS软件提供的参数化程序设计语言，采用该语言可以分别地建立柔性铰链机构的几何实体模型。文章首先介绍了参数化编程语言APDL，再提出了用该语言进行编程实现参数化实体建模的一种方法，最后，以单平行四杆柔性铰链机构为例证明这是一种方便、快速的实体建模方法。     

等效梁法及其在柔性铰链机构中的应用

文章讨论了等效梁法的基本原理，然后以双平行四杆柔性铰链机构为例分析其位移性能；采用该方法进行有限元建模，一个柔性铰链由4个梁单元组成，因而，整个柔性铰链机构的单元数很少。分析结果表明：等效梁法仿真效率高，且有很高的精度。这一点对于仿真分析复杂的柔性铰链机构非常重要。     

新型活塞异形销孔加工方法的研究

简述了采用活塞异形销孔的必要性及其结构特点。提出一种新型活塞异形销孔数控加工方法，该方法采用一个基于压电陶瓷驱动的柔性铰链放大机构来实现镗刀的径向微位移。进行了异形孔加工过程中刀具运动特性分析，给出了柔性铰链刚度参数的设计方法，并进行了有限元分析。结果表明该方法适于异形孔的精密加工。     

基于复合直梁型柔性铰链的导轨直线度测量研究

刚度是影响柔性铰链机械性能的重要参数指标,建立复合型柔性铰链拉伸刚度模型,在不同参数、不同尺寸条件下计算其解析解,通过ANSYS Workbench对其进行静力学仿真,分析各个结构参数对其刚度的影响,同时得出该种复合柔性铰链在同等尺寸及力的作用下比传统双边平行铰链有较大的输出位移。在解析解与仿真结果误差较小的情况下,设计出一种参数最优化的复合柔性铰链并搭建了测量平台,对滚珠丝杆驱动的导轨进行了直线度误差测量,将其结果和激光干涉仪测量结果对比,验证了基于该柔性铰链搭建的测量平台满足直线度的测量需求。     

基于3D打印技术的并联机器人机构精度分析

针对3D打印快速成型技术的性能需求,提出了一种基于3-UPU型三自由度3D打印并联机器人。对其中的3-UPU并联机构进行了运动学分析,在此基础上建立误差正解模型,考虑驱动副杆长误差和铰链间隙误差的影响因素,运用Monte-Carlo法分析了动平台末端精度的频数分布,求得了许用精度范围内的置信概率,为提高3D打印并联机器人机构末端的输出精度提供了重要依据,在生产制造业快速发展的主流技术中具有重要的研究意义与应用推广价值。