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离相封闭母线爬壁巡检机器人设计与壁面运动分析
1
作者 赵晓亮 吴明晖 +2 位作者 杨晨 吴珂科 周志峰 《机械传动》 北大核心 2026年第2期185-191,共7页
【目的】针对离相封闭母线(Isolated Phase Bus,IPB)人工巡检空间狭窄、效率低且存在安全风险的问题,设计一款可替代人工的爬壁巡检机器人,满足IPB内部转向、圆周运动、水平-垂直管段过渡及越障等运动需求。【方法】首先,采用履带式移... 【目的】针对离相封闭母线(Isolated Phase Bus,IPB)人工巡检空间狭窄、效率低且存在安全风险的问题,设计一款可替代人工的爬壁巡检机器人,满足IPB内部转向、圆周运动、水平-垂直管段过渡及越障等运动需求。【方法】首先,采用履带式移动轮组与弹性顶压机构组合方案,实现爬壁功能并建立三维模型,适配IPB复杂内壁环境;其次,对机器人垂直爬壁及转向状态进行受力分析,确定稳定运动的压力临界值;然后,通过Adams软件开展动力学仿真,验证压力参数的合理性;最后,搭建IPB试验平台,制作样机并完成各项运动性能验证。【结果】受力分析与仿真结果表明,弹性顶压机构单侧弹簧弹力在112~266 N时可保障稳定运动;样机试验证实,机器人能顺利通过波纹管段(波距136 mm)、完成水平至垂直管段过渡,适配270~315 mm间隙的IPB管道,实现全方位巡检,验证了设计的有效性。研究可为IPB自动化巡检设计提供参考。 展开更多
关键词 离相封闭母线 弹性顶压机构 爬壁 受力分析 仿真
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基于对称复合半桥式机构的高精度非对称微夹钳设计
2
作者 陈晓东 谭惠丰 +2 位作者 魏永合 田凤杰 陈雪岩 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第11期74-81,共8页
微夹钳作为微操作系统的末端执行器,决定着微操作任务能否成功。平行四边形机构因其平行夹持特性通常作为微夹钳的末级放大机构,然而平行四边形机构旋转运动过程中会产生寄生位移。故基于对称复合半桥式机构提出一种二级放大非对称微夹... 微夹钳作为微操作系统的末端执行器,决定着微操作任务能否成功。平行四边形机构因其平行夹持特性通常作为微夹钳的末级放大机构,然而平行四边形机构旋转运动过程中会产生寄生位移。故基于对称复合半桥式机构提出一种二级放大非对称微夹钳,驱动方式采用压电驱动。压电致动器置于机构内部,作用于左右两侧复合半桥式机构的输入端,进而带动平行四边形机构完成夹持动作。机构工作时,左右两侧复合半桥式机构的输出端输出力作用于平行四边形机构的输入端,平行四边形机构左右两侧受力相同。基于柔性梁理论和坐标转换法得出机构的力学模型,分别通过有限元分析和实验验证得出微夹钳性能。针对平行夹持特性,传统微夹钳平行四边形机构输出端的旋转的角度为2.1×10^(-4)°,所提微夹钳平行四边形机构输出端的旋转的角度为1.15×10^(-4)°,输出端期望运动方向的寄生位移降低了45.28%,输出端的平行夹持性能有了显著提升;针对位移放大特性,传统微夹钳的放大倍率为12.6,所提微夹钳的放大倍率为14.3,输出端位移放大性能提升了13.5%。针对输出端寄生位移问题,传统微夹钳输出端的寄生位移为30.7 nm,基于对称复合半桥式机构设计的微夹钳输出端寄生位移为10.8 nm,寄生位移降低了64.8%。可以得出,相较于传统微夹钳,所提微夹钳性能优越。 展开更多
关键词 微操作 半桥式机构 平行四边形机构 寄生位移 夹持精度 柔顺机构
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茶叶揉捻压力控制机构 被引量：1
3
作者 徐冬云 朱雪松 +3 位作者 陈新星 罗茂林 张洪亮 许家红 《轻工机械》 2025年第1期89-93,共5页
针对目前茶叶揉捻的揉捻压力、揉捻时间和揉捻转速等依靠人工经验调整,导致每批次茶叶揉捻质量不稳定的问题,课题组提出一种茶叶揉捻压力控制机构。采用专用弹簧及压力检测装置设计压力自动控制调节结构,结合行程调整检测限位机构,实现... 针对目前茶叶揉捻的揉捻压力、揉捻时间和揉捻转速等依靠人工经验调整,导致每批次茶叶揉捻质量不稳定的问题,课题组提出一种茶叶揉捻压力控制机构。采用专用弹簧及压力检测装置设计压力自动控制调节结构,结合行程调整检测限位机构,实现揉捻压力的自动调节控制。进行了3组对比试验,结果表明:该揉捻压力自动调节控制机构能够提升不同批次茶叶揉捻的一致性,提高茶叶揉捻质量。 展开更多
关键词 茶叶 揉捻 压力控制 专用弹簧 揉捻质量
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旋转纳米运动柔性解耦机构的设计与分析
4
作者 慕锐 赖磊捷 《工程设计学报》 北大核心 2025年第6期822-830,共9页
针对应用于微纳米定位领域的并联柔性机构存在旋转运动难以与其他自由度实现解耦以形成独立驱动单元的问题,以由簧片梁式平行四边形机构正交组合而成的旋转运动解耦机构为基础,对其进行扩展,将簧片梁替换为圆弧梁,设计了一系列基于圆弧... 针对应用于微纳米定位领域的并联柔性机构存在旋转运动难以与其他自由度实现解耦以形成独立驱动单元的问题,以由簧片梁式平行四边形机构正交组合而成的旋转运动解耦机构为基础,对其进行扩展,将簧片梁替换为圆弧梁,设计了一系列基于圆弧梁的旋转纳米运动柔性解耦机构,并对其进行柔度建模与性能测试。首先,介绍了圆弧梁高度不同的柔性解耦机构构型,其由完全相同的上下两部分正交构成,通过充分利用圆弧梁在各自由度方向上的柔度特性,以实现对包含平动在内的多个耦合自由度的解耦。然后,基于柔度矩阵法对柔性解耦机构进行理论建模,确定各机构的尺寸参数并得到其输出柔度。最后,通过有限元分析和实验相结合的方法对柔度理论模型的准确性进行了验证,并比较了不同柔性解耦机构的解耦能力。结果表明:各柔性解耦机构柔度的有限元分析和实验结果与理论计算结果的相对误差均在10%以内,且其解耦性能与两侧圆弧梁的高度成正比关系。这类柔性解耦机构可应用于多自由度并联微纳米定位平台的柔性机构设计,具有一定实用价值。 展开更多
关键词 旋转运动 柔性解耦机构 柔度矩阵法 圆弧梁 有限元分析
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平面三自由度全解耦微定位平台设计与分析
5
作者 张灵燕 吴志刚 陈敏 《机械设计与研究》 北大核心 2025年第3期293-298,304,共7页
在精密工程领域,随着半导体制造、光学检测等技术对纳米级定位精度的需求提升,现有三自由度微定位平台因多采用空间结构或非对称布局,存在结构复杂、加工难度大及运动耦合误差大等问题,难以满足高精度定位要求。为解决这些问题,文中提... 在精密工程领域,随着半导体制造、光学检测等技术对纳米级定位精度的需求提升,现有三自由度微定位平台因多采用空间结构或非对称布局,存在结构复杂、加工难度大及运动耦合误差大等问题,难以满足高精度定位要求。为解决这些问题,文中提出一种新型全解耦平面三自由度XYθ_(z)柔性微定位平台,旨在通过对称化设计简化结构,消除机械摩擦并降低运动耦合,实现高精度、大行程精密定位的目的。研究以柔性铰链为核心传动单元,结合多级复合平行四杆机构构建平台主体,利用几何对称性实现交叉运动解耦,通过柔性铰链的弹性变形特性保证无间隙运动传递。采用伪刚体法建立柔性铰链刚度模型,结合拉格朗日方程构建平台动力学模型,分析静刚度与动力学响应。基于运动学理论推导工作空间边界,明确其有效行程范围。通过有限元软件ANSYS开展静力学与动力学仿真,分析位移、寄生位移及固有频率等性能。仿真结果表明:平台耦合误差率仅1.4%,单方向输入时另一方向寄生位移低于传统非对称结构;在音圈电机驱动下,满足大行程需求。一阶固有频率为315.72 Hz,动态刚度良好,理论计算与仿真误差小于6%,验证了建模方法的准确性。综上,该平台通过对称化复合平行结构与柔性铰链的有机结合,实现了运动解耦、大行程输出与高刚度的要求。为精密工程多维度定位提供了结构简单、精度可靠的理论方法。未来可进一步融合控制算法,优化动态响应性能,拓展高速精密定位场景应用。 展开更多
关键词 微定位平台 柔性铰链 伪刚体模型 音圈电机 有限元分析
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空间全柔性机构位置分析的刚度矩阵法 被引量：23
6
作者 于靖军 毕树生 宗光华 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期323-326,共4页
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 .由于空间全柔性机构中存在球副 ,使得目前通用的伪刚体模型法受到限制 ,为此提出了一种扩展伪刚体模型法 .并以 6 RSS并联全柔... 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 .由于空间全柔性机构中存在球副 ,使得目前通用的伪刚体模型法受到限制 ,为此提出了一种扩展伪刚体模型法 .并以 6 RSS并联全柔性机构为例对其位置解问题进行了分析 :首先利用结构分析中的位移法建立起柔性铰链的刚度模型 ,同时通过一系列坐标系的建立和转换 ,建立起机构的变形协调方程、位置闭环方程及静力平衡方程 ,进而求得机构的位置解 .该方法充分考虑了机构中弹性构件的变形 。 展开更多
关键词 运动学 刚度矩阵 机构 全柔性机构 柔性铰链 伪刚体模型
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一种刚柔混联欠驱动草莓采摘机械手设计 被引量：13
7
作者 李娜 王家忠 +2 位作者 张建宝 姜海勇 刘江涛 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期118-121,共4页
我国大面积种植草莓多采用垄作栽培方式,加之草莓果实不定期成熟的生长特点,使得人工采摘草莓劳动强度和作业量非常大,因此开发一种代替人工作业的草莓采摘机构成为亟待解决的问题。本研究针对温室内地垄式栽培草莓实现自动化低损采摘... 我国大面积种植草莓多采用垄作栽培方式,加之草莓果实不定期成熟的生长特点,使得人工采摘草莓劳动强度和作业量非常大,因此开发一种代替人工作业的草莓采摘机构成为亟待解决的问题。本研究针对温室内地垄式栽培草莓实现自动化低损采摘的需求,创新设计出多指式刚柔混联欠驱动草莓采摘机械手,并利用气动肌腱实现驱动。该机械手设置欠驱动关节,具有结构简单、低能耗的特点;同时在手指单元中加入柔顺构件,利用其柔性变形可减小采摘中对果实的损坏。通过动力学仿真分析结果表明,该机械手能够实现采摘中对草莓果实的抓取包络动作。 展开更多
关键词 草莓采摘机械手 欠驱动 刚柔混联机构 动力学仿真
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空间站展开机构虚拟样机仿真及可靠性分析 被引量：14
8
作者 于霖冲 白广忱 +1 位作者 焦俊婷 高阳 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期78-80,共3页
柔性机构的运动具有复杂非线性的特点,为了进行柔性机构的运动分析和动态可靠性分析,提出了一种集成仿真环境下建立虚拟样机模型并进行运动仿真的方法。在UG-ANASYS-ADAMS多软件平台上进行动力学分析,利用蒙特卡罗随机抽样方法进行随机... 柔性机构的运动具有复杂非线性的特点,为了进行柔性机构的运动分析和动态可靠性分析,提出了一种集成仿真环境下建立虚拟样机模型并进行运动仿真的方法。在UG-ANASYS-ADAMS多软件平台上进行动力学分析,利用蒙特卡罗随机抽样方法进行随机动态响应分析。在MATLAB中建立神经网络进行随机动态响应仿真实验以减少时间成本,得到了运动参数动态响应分布特性和运动参数的动态可靠度。通过空间站柔性展开机构实例分析和计算,结果表明该方法可以用于复杂柔性机构的仿真和分析,具有精度高、时间成本小的优点。 展开更多
关键词 虚拟样机 仿真 多柔体 机构 动态可靠性
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分布式全柔顺机构伪刚体建模 被引量：11
9
作者 李娜 赵铁石 +2 位作者 孙东波 边辉 张建锐 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第19期17-23,共7页
分布式全柔顺机构不包含刚性杆件和运动副,其运动与能量的转换完全由柔顺构件的变形来实现,具有结构简单、质量轻和无关节间隙等优点。以J型储能脚为例研究此类机构伪刚体建模方法。为了提高模型精度,将柔顺机构等效成弹性铰接多刚体系... 分布式全柔顺机构不包含刚性杆件和运动副,其运动与能量的转换完全由柔顺构件的变形来实现,具有结构简单、质量轻和无关节间隙等优点。以J型储能脚为例研究此类机构伪刚体建模方法。为了提高模型精度,将柔顺机构等效成弹性铰接多刚体系统,基于柔顺构件的几何形状和刚度分布提出伪刚性段划分的曲率原则与刚度原则,给出等效关节扭簧常数的修正计算公式。应用影响系数理论给出弹性铰接多刚体系统受力变形的计算公式。通过与有限元计算结果对比,讨论伪刚体模型分段方法、段数和扭簧常数等因素对模型精度的影响,验证基于几何形状和刚度分布的伪刚性段划分方法的合理性,并获得了J型储能脚合理的划分段数和修正系数值。本建模方法不仅适用于开环分布式柔顺机构,还可以进一步应用于闭环分布式柔顺机构的伪刚体建模。 展开更多
关键词 分布式全柔顺机构 伪刚体建模 伪刚性段划分 储能脚
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精密微位移工作台的设计与性能分析 被引量：12
10
作者 李蓓智 杨永金 +2 位作者 杨建国 张家梁 徐源 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2008年第4期41-43,53,共4页
在微位移技术中,柔性铰链是实现微位移和高分辨率的理想机构。结合精密磨床工作台高精度、高分辨率和大刚度的特点,以及满足工作台的工作行程和进给稳定性要求,设计了宏微两级精密进给机构;建立了柔性铰链导向机构的理论模型并进行刚度... 在微位移技术中,柔性铰链是实现微位移和高分辨率的理想机构。结合精密磨床工作台高精度、高分辨率和大刚度的特点,以及满足工作台的工作行程和进给稳定性要求,设计了宏微两级精密进给机构;建立了柔性铰链导向机构的理论模型并进行刚度分析;详细给出了柔性铰链的参数设计、有限元分析和疲劳寿命分析。 展开更多
关键词 微位移 柔性铰链 压电陶瓷 有限元分析(FEA)
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三平移全柔性并联微动机器人机构静力学分析 被引量：9
11
作者 杨启志 马履中 +2 位作者 谢俊 尹小琴 梁庆磊 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期110-113,共4页
对新型非对称三平移并联机构{R∥R∥R∥P(4R)}∥{R∥R∥P(4R)∥R}⊥{R∥R∥R∥P(4R)}普通的转动关节全柔性化,形成非对称全柔性三平移微动并联机器人机构。利用"伪刚体模型"法,以普通的转动副加上等效的双向扭转弹性元件替代... 对新型非对称三平移并联机构{R∥R∥R∥P(4R)}∥{R∥R∥P(4R)∥R}⊥{R∥R∥R∥P(4R)}普通的转动关节全柔性化,形成非对称全柔性三平移微动并联机器人机构。利用"伪刚体模型"法,以普通的转动副加上等效的双向扭转弹性元件替代每个柔弹性关节,形成全柔性并联机器人机构的伪刚体等效模型。采用与"摩擦圆理论"分析法相似的力分析方法,分析了全柔性并联机器人机构的静力学问题,发现机构虽然具有优良运动解耦性,但其静力学性能较差。 展开更多
关键词 并联机构 全柔性机构 伪刚体模型 静力学分析
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柔性机构变形动态响应可靠性分析方法 被引量：11
12
作者 于霖冲 白广忱 +1 位作者 焦俊婷 高阳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期1039-1043,共5页
柔性机构中柔性构件变形的动态响应为高度非线性。为了进行柔性机构的动态可靠性分析,提出了柔性机构变形动态响应可靠性分析理论,按照多柔体系统动力学方法建立了柔性机构动态可靠性分析模型,提出了变形动态响应可靠度计算方法。利用... 柔性机构中柔性构件变形的动态响应为高度非线性。为了进行柔性机构的动态可靠性分析,提出了柔性机构变形动态响应可靠性分析理论,按照多柔体系统动力学方法建立了柔性机构动态可靠性分析模型,提出了变形动态响应可靠度计算方法。利用蒙特卡罗随机模拟方法抽取少量随机变量样本数据,计算构件变形动态响应随机过程的时间截口分布特性,结合人工神经网络方法进行构件变形动态响应的随机过程分析,得到整个运动时域内变形的随机过程分布规律。通过柔性机构实例进行变形动态响应可靠度计算,结果表明该方法对柔性机构设计和分析具有理论方法指导意义。 展开更多
关键词 可靠性理论 变形 动态响应 柔性体 机构
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平面三自由度微动工作台的输入耦合分析 被引量：23
13
作者 王华 张宪民 欧阳高飞 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期377-380,共4页
　　基于线性分析理论,建立了柔性铰链式平面三自由度精密定位平台的分析模型;提出了一种计算该类工作台输入耦合的线性求解方法,该方法具有求解简便和计算量小等优点;针对微动工作平台的特点建立了有限元分析模型,通过有限元仿真,验证... 　　基于线性分析理论,建立了柔性铰链式平面三自由度精密定位平台的分析模型;提出了一种计算该类工作台输入耦合的线性求解方法,该方法具有求解简便和计算量小等优点;针对微动工作平台的特点建立了有限元分析模型,通过有限元仿真,验证了线性法的正确性;讨论了有关参数对工作台输入耦合的影响程度,给出了对输入耦合有较大影响的设计参数。研究结果对设计低耦合输入微动工作平台具有指导意义。 展开更多
关键词 柔性铰链 微动工作台 输入耦合 有限元
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基于柔性铰链的微位移放大机构设计 被引量：41
14
作者 于志远 姚晓先 宋晓东 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1818-1822,共5页
为了对柔性铰链进行优化设计,定义了一个新的参数并用它来讨论5种常见的柔性铰链—直梁型柔性铰链、圆角直梁型柔性铰链、椭圆型柔性铰链、抛物线型柔性铰链和双曲线型柔性铰链。首先建立了一个柔性铰链的有限元模型并用理论分析验证它... 为了对柔性铰链进行优化设计,定义了一个新的参数并用它来讨论5种常见的柔性铰链—直梁型柔性铰链、圆角直梁型柔性铰链、椭圆型柔性铰链、抛物线型柔性铰链和双曲线型柔性铰链。首先建立了一个柔性铰链的有限元模型并用理论分析验证它的正确性。由于刚度是影响柔性铰链性能的最重要的参数,定义了一个参数λ——柔性铰链凹口处长与宽的比值。然后通过有限元分析得出5种柔性铰链刚度比值ε的曲线,并且基于此比值设计了一个压电致动器的微位移放大机构。本文的设计方法以及刚度比ε有助于我们设计这一类型的微位移放大机构。 展开更多
关键词 柔性铰链 有限元 压电致动器
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柔性并联平台的动力学建模及主动振动控制 被引量：7
15
作者 张泉 王瑞洲 +2 位作者 周丽平 谭珍珍 孙志峻 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期1025-1031,1096-1097,共7页
针对柔性并联机器人的结构振动及控制问题,提出在并联机器人的柔性构件上附加多组成对的压电换能器进行振动测量和主动振动控制的方法。首先,设计了基于直线超声电机驱动的3-PRR(P代表移动副,R代表转动副)柔性并联定位平台;其次,根据Ham... 针对柔性并联机器人的结构振动及控制问题,提出在并联机器人的柔性构件上附加多组成对的压电换能器进行振动测量和主动振动控制的方法。首先,设计了基于直线超声电机驱动的3-PRR(P代表移动副,R代表转动副)柔性并联定位平台;其次,根据Hamilton方程和假设模态法,并考虑到每条支链中柔性杆终端的实际边界条件,分别建立了三条对称支链和移动平台的动力学模型,通过施加闭链约束方程,得到了3-PRR柔性并联平台的刚柔耦合动力学方程;然后,为有效抑制振动,在柔性杆上安装多组成对的压电驱动器和传感器,从而使柔性杆具有智能结构的特性;最后,基于此模型,提出了采用PD反馈控制器和SRF应变率反馈(Strain rate feedback)控制器相结合的混合控制方法来进行轨迹跟踪与振动抑制,并给出了基于李雅普诺夫理论的稳定性证明。Matlab仿真结果表明:所提出的基于多组压电换能器的混合控制方法可以使动平台在准确跟踪目标轨迹的同时,实现对柔性杆残余振动的快速抑制,进而提高定位平台的效率和精度,为后续的工程实验提供了理论支撑。 展开更多
关键词 超声电机 柔性机器人 动力学模型 压电换能器 主动振动控制
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具有三层结构的SU-8胶V形微电热驱动器 被引量：10
16
作者 张然 褚金奎 +1 位作者 王海祥 陈兆鹏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1500-1508,共9页
为解决SU-8胶微电热驱动器在工作过程中存在平面外运动的问题,提出了一种具有铜-SU-8胶-铜三层对称结构的新型SU-8胶V形微电热驱动器。采用刚度矩阵方法建立了包含被驱动结构刚度的微电热驱动器力学模型,并针对一种柔性微夹钳,利用该模... 为解决SU-8胶微电热驱动器在工作过程中存在平面外运动的问题,提出了一种具有铜-SU-8胶-铜三层对称结构的新型SU-8胶V形微电热驱动器。采用刚度矩阵方法建立了包含被驱动结构刚度的微电热驱动器力学模型,并针对一种柔性微夹钳,利用该模型对微电热驱动器进行了几何参数设计。利用Ansys仿真软件对所设计微驱动器进行了分析,仿真结果验证了所建模型的合理性。提出了一种新的MEMS加工工艺来制作三层结构微电热驱动器,并测试了它的性能。结果表明,实验结果与仿真结果相差不大,在150mV驱动电压下,所设计微驱动器温度仅升高约32.93°C,并对微夹钳产生约2.5μm的输入位移,使微夹钳产生126μm的钳口距离改变量。微驱动器仅消耗大约30.35mW的功率,钳口的平面外运动小于500nm。最后,利用微电热驱动器驱动的微夹钳成功地对一个长1.2mm,宽135μm,厚50μm的SU-8胶材料微型零件进行了微操作实验,实验证明了微驱动器实际性能基本满足设计要求。 展开更多
关键词 SU-8胶 微电热驱动器 微夹钳 结构设计
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大变形柔性铰链的静刚度分析及应用 被引量：7
17
作者 贾明 毕树生 +1 位作者 于靖军 徐一村 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期740-743,共4页
大变形柔性铰链可由弹性较大的橡胶材料制成,而橡胶材料的应变-应力关系不符合胡克定律,其关系可由应变-能量函数关系式导出,为此,采用Mooney-Rivlin模型对形变能量函数进行简化,通过适当选取材料常数的比值,对其非线性的应力-应变关系... 大变形柔性铰链可由弹性较大的橡胶材料制成,而橡胶材料的应变-应力关系不符合胡克定律,其关系可由应变-能量函数关系式导出,为此,采用Mooney-Rivlin模型对形变能量函数进行简化,通过适当选取材料常数的比值,对其非线性的应力-应变关系进行分段线性化,导出圆角型柔性铰链在大变形时转角刚度的近似计算公式.通过有限元仿真对近似计算公式进行了验证.在此基础上,应用大变形柔性铰链构造扑翼式微型飞行器中的柔性胸腔,由转动电机作为驱动器,利用柔性铰链的变形实现翅膀的扇翅运动,实际应用效果表明可有效增大扇翅角并提高能量利用率. 展开更多
关键词 大变形柔性铰链 静刚度 应力-应变关系 应变-能量函数关系 胡克定律
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基于有限元方法的柔性铰链式微夹持器优化设计 被引量：18
18
作者 杨国兴 张宪民 王华 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1074-1078,共5页
设计了一种以柔性铰链为转动副的微夹持器。微夹持器采用压电陶瓷驱动,具有结构简单、加工方便、夹持范围大等优点。在设计过程中,采用有限元方法,推导了柔性铰链的刚度矩阵与一致质量矩阵,优化了微夹持器的结构尺寸。为了验证算法的正... 设计了一种以柔性铰链为转动副的微夹持器。微夹持器采用压电陶瓷驱动,具有结构简单、加工方便、夹持范围大等优点。在设计过程中,采用有限元方法,推导了柔性铰链的刚度矩阵与一致质量矩阵,优化了微夹持器的结构尺寸。为了验证算法的正确性,根据优化后的尺寸建立了几何模型,并利用ANSYS有限元分析软件对夹持器进行了静力学和动力学分析,分析结果与计算结果吻合较好,说明了算法的正确性。 展开更多
关键词 柔性铰链 压电陶瓷 微夹持器 有限元
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柔性铰链微夹持机构的研究 被引量：11
19
作者 田世杰 李兵 +1 位作者 赵惠英 王朝晖 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期483-486,共4页
在研究柔性铰链的基础上,介绍了平面柔性铰链微夹持机构的设计与制作,并对此进行了张合实验.利用解析法和实验,分别得出了平面柔性铰链夹持机构的放大倍数和总张合量.通过调整杠杆机构各个臂长之间的关系,就可以改变微夹持机构的放大倍... 在研究柔性铰链的基础上,介绍了平面柔性铰链微夹持机构的设计与制作,并对此进行了张合实验.利用解析法和实验,分别得出了平面柔性铰链夹持机构的放大倍数和总张合量.通过调整杠杆机构各个臂长之间的关系,就可以改变微夹持机构的放大倍数和输出的大小,夹持部分的张和量是输入位移的96倍.研究结果表明,平面柔性铰链微夹持机构的输入和输出位移具有良好的线性度,放大倍数可以根据需要进行调整.采用压电陶瓷作为动力组件,通过对压电陶瓷施加电压的调节来精确控制其张合量的大小,可用于对微型零件的操作,因此具有精度高、易控制、性能稳定的优点,可集成于微型装配系统中,并具有广阔的应用前景. 展开更多
关键词 微型机械电子系统 柔性铰链 微夹持机构
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压电陶瓷驱动器杠杆式柔性铰链机构放大率计算方法 被引量：20
20
作者 沈剑英 张海军 赵云 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期267-271,共5页
在精密微位移领域,杠杆式柔性铰链机构常被用来放大压电陶瓷驱动器产生的微小位移。在考虑柔性铰链转动中心偏移量的基础上,推导出杠杆式柔性铰链机构放大率计算公式,并采用有限元分析和实验测试进行验证。通过公式计算、有限元仿真分... 在精密微位移领域,杠杆式柔性铰链机构常被用来放大压电陶瓷驱动器产生的微小位移。在考虑柔性铰链转动中心偏移量的基础上,推导出杠杆式柔性铰链机构放大率计算公式,并采用有限元分析和实验测试进行验证。通过公式计算、有限元仿真分析和实验测试得到的放大率分别为8.31、8.38和8.20,有限元仿真值和公式计算值之间的误差为1%,实验测试值和公式计算值之间的误差为1.3%,证明了计算公式的正确性。 展开更多
关键词 压电陶瓷驱动器 杠杆式柔性铰链机构 放大率
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