基于伪刚体模型的柔性铰链机构自由度分析

柔性机构经过20多年的发展,已成为现代机构学中的重要分支,并在精密工程、机器人等领域得到了广泛应用.柔性机构是一种利用材料的弹性变形来传递运动、力或能量的新型机构.由于柔性元素的引入,柔性机构中构件和运动副数目往往无法严格区分,导致其自由度和刚体机构的自由度不同,甚至带有一定的模糊性.基于伪刚体模型,给出了柔性机构的两...     

全柔性机构与MEMS

柔性机构是一种新型机构。首先描述了柔性机构和全柔性机构的概念及特点,论述了它们与MEMS之间的关系。然后详细介绍了全柔性机构在MEMS领域内包括微装配、微操作等应用背景下的状况及前景。最后就对全柔性机构研究中的几个关键技术问题如机构的分析、设计及加工,柔性铰链的选择与设计,驱动器的选择及设计等进行了探讨。     

柔性铰链机构设计方法的研究进展

柔性机构历经20年的发展已成为现代机构学一个重要分支,并在精密工程、机器人等领域得到了广泛应用。虽然涌现了一系列柔性机构设计方法与理论,但柔性机构的设计问题仍面临着挑战。主要针对柔性机构在精微领域的应用,从方法和技术的角度全面地概述柔性机构的研究进展。从宏观上对当前几种主流的柔性机构分析与及设计方法(包括伪刚体模型法、结构矩阵法、约束设计法、旋量理论拓扑综合法、模块法、结构优化设计法等)进行总结与比较,按照柔性机构的设计流程详述柔性机构在单元建模、构型综合、机构分析以及尺度综合等方面的国内外研究进展,对柔性机构设计理论的发展进行展望。     

并联微动机构的柔性设计

由于并联微动机构应用在特殊场合,故对其定位精度提出了极高的要求.运动副的间隙和摩擦是影响机构精度的主要因素,提出了采用无间隙、无摩擦的柔性铰链作为微动机构的运动副.通过分析柔性铰链结构尺寸与性能的关系,合理选择了铰链材料和几何尺寸.并以带柔性铰链的Stewart六自由度平台为设计实例,证明了柔性铰链在微动机构中的应用是成功的.     

柔性机构简介

“柔性机构”是一种通过弹性变形而产生大量机械运动的易弯曲机构 ,它适用于微观领域。它无摩擦力 ,无后座冲力 ,且易于制造。与刚性机构相比 ,优点相当明显 ,并且比那些依赖弯曲能力的机构 (如单一支架、隔板 )有更广泛的用途。对一给定任务 ,柔性机构的配合是由机构的外型所决定的。特别是拓朴结构、尺寸和形状提供了按规定方式变形所需的能力。柔性机构的设计包括应用机构的拓朴结构、形状和尺寸。迄今为止 ,还未有一种系统方法能综合分析这里所讲的柔性机构。一些科学家尝试了各种手段来构造这种机构。     

基于伪刚体模型法的全柔性机构位置分析

柔性机构是一种依靠构件元素的弹性变形传输所希望运动的机构。具有集中柔度的全柔性机构是其中的一种类型，其特征是机构中传统形式的铰链全部被柔性铰链所代替。对它的研究，近年来也已成为一个热点。为探索这类全柔性机构的运动学问题，首先建立起柔性铰链变形刚度模型。在此基础上，提出了一种扩展的伪刚体模型法，很好地解决了机构的位置正、反解问题。     

双曲余弦柔性铰链的刚度推导

柔性铰链在科学技术领域有着广泛的应用,以力学基本公式和微积分为基础,推导出了双曲余弦柔性铰链的刚度计算公式.计算公式是精确的推导结果且表达较为简洁,有利于柔性铰链及其机构的计算和分析.     

磁致伸缩换能器辐射板位移放大机构设计

磁致伸缩换能器是一种将电磁能转换成机械能或声能的器件,具有分辨率和响应频率高、性能稳定、机械强度好等优点,在声学领域得到了广泛的应用。但由于其产生的位移小,不能很好地满足现代设备对换能器大功率、小体积、高声强声源的需求。针对这一问题,利用柔性铰链的无机械摩擦、无间隙、运动灵敏度高的特点,设计基于柔性铰链的磁致伸缩换能器辐射板位移放大机构,并运用有限元软件对微位移放大机构的整体放大倍数进行有限元分析。     

基于射影变换的柔性铰链构型综合

柔性机构应用中,大行程柔性铰链可以满足较大运动行程和高精度兼备的应用场合.但现有的大行程柔性铰链构型匮乏,因此迫切需要对其进行构型综合研究.通过建立平面、圆、圆柱及球面空间的映射关系,在直线机构和转动机构之间找到了一种映射关系,例如可将一个点绕着一个固定圆心的转动分别看作是在圆、圆柱面、或球面坐标系下的直线运动,因此如果已知一种柔性直线导向机构,就可以衍生出多种转动型柔性铰链.反之,也可从现有的转动型柔性铰链反推出更多的直线导向机构构型.     

复合型柔性铰链机构特性及其应用研究

复合型柔性铰链是目前在精密机械中广泛应用的一种新型铰链形式,可作为全柔性和部分柔性机构,应用于存储释放能量以及高频振动等场合.本文概括了复合型柔性铰链的特点,对直梁型、圆弧型和复合型柔性铰链作了分析比较,并采用自由度计算公式,对刚性机构、基于复合型柔性铰链的部分柔性机构和全柔性机构进行了自由度分析,以探讨它们的机构能力和可控性.最后介绍了复合型柔性铰链在微机器人的应用,包括仿生扑翼机构的研制和实验.