分布式全柔顺机构伪刚体建模.pdfVIP

学兔兔 第46卷第l9期 机 械 工 程 学 报 、 1．46 NO．19 2010年 10月 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEER【NG Oct． 2 0 1 0 DoI：lO．3901，．『IⅥE．2010．19。017 分布式全柔顺机构伪刚体建模木 李 娜 赵铁石 孙东波 边 辉 张建锐 (燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004) 摘要：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，基于柔顺构件的凡何形状和剐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。 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 中图分类号：TH112．5 TP242 Pseudo—-rigid——body Modeling for Distributed·-compliance Fully Compliant Mechanism LI Na ZHAO Tieshi SUN Dongbo BIAN Hui ZHANG Jianrui (College of Mechanical Engineering，Yanshan University,Qinhuangdao 066004) Abstract：As the distributed fully—compliant mechanism contains no rigid components and kinematic—pairs，the conversion between its motion and energy is realized by the deformation of compliant components，SO it has the advantages of simple construction，less mass and no joint clearance．The pseudo—rigid—body modeling method for this kind of mechanism is investigated by taking J-type energy storing foot as an example．To enhance the model precision，the compliant mechanism is equalized to the elastically articulated multi—rigid—body system，the curvature principle and stiffness principle for pseudo—rigid—segments partition are proposed on the basis of geometrical shape and stiffness distribution of compliant components，and the modified formula for calculating torsio