关于柔度比优化设计杠杆式柔性铰链放大机构.pdfVIP

第 24卷 第 1期 光学 精密工程 Vo1．24 No．1 2016年 1月 OpticsandPrecisionEngineering Jan．2016 文章编号 1004—924X(2Ol6)Ol一0102—10 基于柔度比优化设计杠杆式柔性铰链放大机构 卢 倩，黄卫清 ，孙梦馨 (南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，江苏南京210016) 摘要 ：分析与研究了柔性铰链 的柔度特性 ，用于柔性放大机构的优化设计 。提 出了一个通用 的柔度 比参数 ，探讨 了具 有不同柔度 比A的柔性铰链主要输出位移形式的灵敏度，分析了它对常用柔性铰链的柔度特性的影响规律。然后，以柔 性铰链 的柔度 比 为基本参数 ，在考虑柔性铰链转动中心偏移量的基础上 ，推导了二级杠杆式柔性铰链放大机构放大率 的理论计算方法，并依据柔性铰链的柔度 比特性提出了柔性放大机构的优化设计方法。开展了有限元仿真和实验研究。 结果显示，优化后的柔性放大机构的放大率比优化前的放大率分别提高了0．234和 0．23。实验表明，依据柔性铰链的柔 度 比 对柔性放大机构进行优化设计能够有效地提高柔性放大机构的位移放大率与工作行程，进而提高放大机构的末 端运动及定位精度 。 关 键 词 ：杠杆式柔性铰链}柔性放大机构；柔度 比；优化设计 中图分类号：TH132 文献标识码 ：A doi：10．3788／OPE．2O162401．0102 Optimizationdesignofamplificationmechanism forlevel flexurehingebasedon complianceratio LU Qian，HUANGWei—qing ，SUN Meng—xin (StateKeyLaboratoryofMechanicsandControlofMechanicalStructures， NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China) *C0r】rPs0 佗gauthor，E-mail：mehwqr@nuaa．edu．cn Abstract：Thecompliancefeaturesofflexurehingeswereanalyzedtodesignandoptimizetheflexible amplification mechanisms． A new general structural parameter called compliance ratio was proposed．Thesensitivitiesofmain typeofoutputdisplacementoftheflexurehingeswith different complianceratios wereanalyzed，andtheeffectlawsofcompliancefeatureson thecommonlyused flexurehingeswerealso discussed in detail． Then，by taking the complianceratio asthebasic parameter，thetheoreticalcalculation method oftheamplification ratio ofatwo—stage lever—type flexurehingemechanism wasproposedin considering theoffsetoftheflexurehinge’Srotation．The optimization design of the flexible amplification mechanism was studied on the basis of the characteristicsofthecomplianceratio ．Thefiniteelementsimulation andtheexperimentwere performed．The