文档介绍：柔顺机构的分析与设计
组员:付帅
卢云
张俊飞
周杰
传统机构VS柔顺机构
机构是用来进行运动,力或能量传递或转换
的机械装置
传统刚性机构是由运动连接刚性杆组成的。因
为能量在输入和输出之间守恒,因此输出力可能比输
入力要大得多,但输出位移要比输入位移小得多。
柔顺机构也能传递或转换运动、力或能量,但与
刚性机构不同,柔顺机构不仅由运动副传递运动,还
至少从其柔性部件的变形中获得一部分运动
柔顺机构的优点
柔顺机构是一种利用构件自身的弹性变形来完成运动和力
的传递与转换的新型机构,具有许多传统机构所没有的优点。
柔顺机构优点
减少机构数量和
简化加工工序,降低无摩擦损耗和运
装配时间
振动和噪音
动副间隙
伪刚体模型法
伪刚体模型的目的就是提供一种能够分析经受非线性大变形
系统的简单方法
末端轨迹
伪刚体角
初始位置
1
将自由端受力的悬臂梁等效为铰接在一起的刚性构件,并在
关节处加一个扭转弹簧,由此得到悬臂梁末端受力载荷作用时的
伪刚体模型,用来分析悬臂梁末端的运动轨迹以及运动与力的关
系。根据椭圆积分计算出模型中γ、a、b和θ0max等参数的值。
柔顺机构主
以柔性铰链为主要特
要有以下两种类型
征的柔顺机构是依靠
①以柔性铰链为主要
机构中柔性铰链中间
特征的柔顺机构
较为薄弱的部分在力
②以柔顺杆为主要特
矩作用下产生较明显
征的柔顺机构。
的弹性角变形来完成
运动或力的传递和转
换。主要用于精密测
以柔顺杆为主要特征的柔
量仪器,如:陀螺仪
顺机构则是依靠机构中较
加速度计记录仪、表
薄的柔顺杆的弹性变形来面控制;调制器、、
进行运动或力的传递和转
计算机等
换。主要用于轻型化机构,
如:柔顺超越离
合器、柔顺卷边机构等
质安
学
本课程以柔性铰链为主要特征的柔顺机构为研
究对象,进行分析计算
取

见的

柔性
3弓形柔性铰链
铰链
倒圆角直梁形柔性铰链
短臂柔铰
如图a所示的悬臂梁,它有两段,一段短而柔,而另一段则长而硬
如果短段比起长段足够短而且柔软得多,即
一变形轨迹
(2)
则称短臂为柔铰
n)短臂柔铰
对端点受一力矩作用的柔顺段,其变形方程为
(3)
8 1-cos 9
(4)
(5)
式中δ、5—r、y方向上的变形
M—端点作用力矩
9—梁末端角。
这可以用来定义短臂柔铰的简单伪刚体模型。由
于柔顺部分比刚性部分短得多,此系统的运动用被称为特征
铰链连接的两根刚性杄来模拟,如图b所示,特征铰链位于
柔性铰链的中点
伪体近包
因为变形仅发生在比刚性
部分短得多的采顺部分,所以
这种假设是准确的。
基于这个原因,采顺段上几乎
任何点作为特征铰链的安放处都是
能够接受的,而中点用起来比較方
b)伪刖体糢型