一种微位移放大机构的设计与仿真

根据差式杠杆位移放大原理设计了一种新型微位移放大机构.计算和推导了该位移放大机构的位移放大倍数和静态刚度,分析了柔性铰链结构参数对微位移放大机构刚度的影响,并对理论计算结果和ANSYS仿真结果进行了对比.结果表明,理论计算值和有限元仿真结果之间存在一定的差异.     

全柔性微位移放大机构的设计与分析

微机械放大器中常采用全柔性微位移放大机构来实现输出位移的放大,且大多采用短臂柔性铰链连接各构件。设计了一种对称的长柔性杆微位移放大机构,结合弹性力学和Bernoulli-Eu-ler假设,推导出该放大机构的力位移计算公式及放大比公式。对影响该机构放大比的关键因素进行了分析,通过实例分析得到该机构中的长柔性杆角度与输出位移之间的关系。同时用有限元方法对该实例进行了仿真分析,并对两种方法所得结果进行了分析比较。     

柔性微位移放大机构的结构特征分析与改进设计

针对柔性微位移放大机构的结构特征进行分析,利用一组具有不同连杆长度及倾角的微位移放大机构进行算例分析,指出机构中柔性铰链与连杆组成的组合柔性结构是机构的重要组成部分,其中连杆的长度与其倾斜角的取值影响组合柔性结构的厚度比与长度比,对机构的放大性能起着关键的作用。根据分析结果提出用以提高机构放大比的微位移放大机构设计的一般方法,将其应用于柔性微位移放大机构的改进设计。对改进后的微位移放大机构进行放大性能分析与动力学性能分析,用其结果验证改进设计的有效性与合理性。     

两级对称式柔性铰链位移放大机构的设计与分析

介绍一种新型柔性铰链位移放大机构;对该机构进行了应力分析和位移损失分析,建立了位移放大数学模型,并用有限元分析软件进行了试验验证;计算出位移放大机构所允许的最大输入位移,指出对称式位移放大机构存在着较大的内部约束反力,指出其位移损失与外部负载呈线性关系。     

压电驱动微位移放大机构放大特性的研究

对于微小扭矩加载系统中的压电驱动微位移放大机构,建立了精确的有限元模型,对微位移放大机构在不同驱动力下的位移输出,利用有限元分析软件Nastran 2001进行了仿真分析,得到了较为准确的特性参数放大比,实验结果验证了仿真分析的准确性。     

基于柔性铰链微位移放大机构的设计和分析

针对三级电反馈射流管电液伺服阀第三级滑阀阀芯行程较小,位移传感器较难检测的问题,提出了应用于三级电反馈射流管电液伺服阀的柔性铰链微位移放大器,利用解析法和有限元法对柔性铰链微位移放大机构进行了静力学和动力学分析,计算出了放大机构的放大倍数和输入刚度;输出位移和负载成线性关系,负载越大位移损失越大;应力分析表明此放大机构的最大应力远小于材料的最大许用应力;并通过有限元对固有频率和振型的计算,得出系统动力学参数。     

基于APDL的柔性铰链位移放大机构

针对压电陶瓷微位移驱动器输出位移范围小的局限性,应用柔性铰链位移放大原理,设计了一种柔性铰链微位移放大机构,提出了柔性铰链杠杆放大机构的参数化数学建模方法,并采用ANSYS参数化程序设计语言（APDL）编写了柔性铰链杠杆放大机构的建模和仿真分析程序。仿真试验表明,所设计的柔性铰链杠杆放大机构的输入位移与输出位移线性度高,实际放大位移与理论值相差5％,完全可以满足机构的微位移放大要求。     

一种新型柔性双轴微夹钳的设计与分析

针对传统的微夹钳在复杂的微操作中只能沿单轴进行夹持操作的不足,文中设计了一种柔性铰链的双轴微夹钳,结构简单又紧凑,该微夹钳由一个压电陶瓷驱动器驱动,实现夹持和旋转两种操作。采用非对称结构设计,实现左边完成向前旋转动作,右边完成夹持动作。通过左右两边两级放大机构结构设计不同,实现位移放大和运动传递。为实现抓取和搓动功能的解耦,对两部分的运动导向机构进行了正交设计。采用伪刚体法建立了机构的伪刚体模型,建立了机构的运动学和动力学模型,包括运动机构放大比、输入刚度和机构的固有频率。通过有限元分析方法验证了微夹钳的性能模型的准确性。仿真试验结果表明,左侧机构的放大比为8.01,右侧放大比为8.56,最大输出位移可达171.36μm。所设计的微夹钳具有良好的抓取和搓动的性能,可实现高精度的抓取和释放操作。     

压电位移放大机构的力学解析模型及有限元分析

研究了压电位移放大机构的运动学和动力学建模问题。基于能量守恒原理和弹性梁弯曲理论推导了桥式位移放大机构的位移放大比等静力学解析模型;在此基础上,通过拉格朗日方程建立了桥式位移放大机构的固有频率解析模型。通过有限元计算验证和分析了提出的解析模型的可行性和优越性,并与国内外典型的位移放大比数学模型进行了比较。结果表明:由于本文提出的模型考虑了位移放大机构的拉伸和弯曲变形,并且摒弃了国内外普遍采用近似几何关系进行数学推导的思路,因此所建立的位移放大比解析模型精度更高;固有频率解析计算结果与有限元模态分析结果的相对误差约为5%。得到的结果显示:本文给出的建模方法以及位移放大比、固有频率等解析模型可为柔性机构的优化设计和研制提供依据和参考。     

Integrated optimal design of flexible mechanism and vibration control

A method of simultaneous optimal design of flexible mechanisms and control with multiple frequency constraints based on the independent modal space control theory is proposed. Firstly, the performance index for simultaneous mechanism and control design is discussed. Secondly, an integrated optimal design algorithm is developed on the basis of Kuhn–Tucker optimality criteria, in which three damping factors are introduced to guarantee the algorithm that possesses good stability and convergence. Finally, numerical simulations are carried out on a path generating mechanism. Simulation results show that the performance of the control input is improved significantly after integrated optimization.     

弹性膜盘联轴器盘面曲线的设计与有限元分析

针对膜盘联轴器高转速、高扭矩的工作状态,给出在扭矩作用下,盘面断面的近似等强度曲线.根据联轴器在工作状态时的变形特点,并结合其固有频率,推导联轴器最薄处的厚度.     

一种新型转包机构设计与分析

针对高速码垛需要,提出了一种新型的主动式高速转包机构,对其机械结构进行了详细的介绍,给出了夹包时间和收包时间的解析解以及转角的动态变化情况。     

MAD中的RRR杆组原理及应用

介绍了自主研制的机构分析与设计系统(简称MAD)中RRR杆组的求解原理、机构构造过程、机构的编辑,并以铰链四杆机构为例介绍了MAD系统中机构的数据曲线处理方法.     

3-PRPR柔性并联机构的工作空间分析

介绍了一类新颖的空间柔性并联机构,基于"伪刚体模型"理论建立其运动学逆解模型.通过选择合适的压电陶瓷驱动器、弹性铰链和材料,确定由压电陶瓷驱动范围及各位置上柔性铰链允许转角范围所限定的约束条件,进行了相应的工作空间分析,给出了机构可迭工作空间的可视化描述.利用有限元方法考察了所设计柔性并联机构的性能,仿真试验验证了所建运动学模型的正确性.     

刚性联轴器的弹性化设计

在套筒式联轴器的中间部分 ,设计成一个弹性环节 ,则刚性联轴器就变成了弹性联轴器。     

一种高效柔性倒棱进给机构的设计

棒材砂轮倒棱机输送机构目前均采用螺旋进给机构,但螺旋进给机构在大规格棒材生产中存在螺旋辊不同步,造成圆钢进给速度不均匀,影响倒棱质量的缺点.为此,设计了一种高效柔性进给机构,该机构传动机构简单,应用变频调速技术,匹配棒材进给、横移、旋转三个工艺动作,达到设备造价低,工作可靠、维护简单、提高生产效率的目的,实现了高质量倒棱的连续生产.     

基于ANSYS的柔性掩护支架力学分析及优化设计

对于矿山开采用的掩护支架的损坏用ANSYS进行力学分析，得出更优的支架结构设计。     

全数字挠性加速度计加矩设计与读出精度分析

针对石英挠性加速度计全数字闭环系统设计问题,开展了对加速度计力矩器的结构和工作原理以及与加速度数据输出的关系的分析,对加速度计力矩器的驱动和加速度计的读出精度等方面进行了研究,提出了一种数字脉宽调制(PWM)电路对力矩器进行的驱动方法,该方法不仅实现PWN对加速度计力矩器的驱动,并且该PWM数字电路的占空比参数直接作为加速度数字信号输出。利用PWM数字脉冲对加速度计力矩器进行驱动实现加速度计全数字闭环读出,对加速度计全数字读出系统进行了仿真和实验测试。研究结果表明,在一定范围内,通过调整力矩器外接电阻、PWM频率和逻辑位数,全数字挠性加速度计闭环读出电路可以测得标准偏差为1.5×10-5g,精度为10-4g的加速度值,该方法精简了电路,减少了模拟驱动电路引起的干扰。     

一种柔性踝关节助力机构研究

为解决传统的刚性外骨骼助力机构限制人体关节运动的自由度和大幅增加人机惯量的问题,设计了一种柔性踝关节助力机构,并提出了一种根据足底压力传感器估计踝关节力矩大小和变化趋势的算法。最后,通过实验证明了这种踝关节助力机构的可行性和有效性。