柔順機(jī)構(gòu)(Compliant Mechanisms)是一種利用機(jī)構(gòu)構(gòu)件自身的柔性變形來完成運(yùn)動(dòng)和力的傳遞及轉(zhuǎn)換的新型機(jī)構(gòu)。同傳統(tǒng)剛性機(jī)構(gòu)相比,柔順機(jī)構(gòu)在降低成本和提高性能方面有許多優(yōu)點(diǎn),它能減少零件數(shù)目,縮短裝配時(shí)間,簡化制造過程,降低了機(jī)構(gòu)的摩擦、磨損和噪聲。因此,柔順機(jī)構(gòu)引起了學(xué)者們的廣泛興趣,成為世界范圍內(nèi)新興的研究領(lǐng)域。 在柔順機(jī)構(gòu)的研究過程中,柔順桿件的大變形所帶來的幾何非線性導(dǎo)致柔順機(jī)構(gòu)的分析十分復(fù)雜,因此,建立適當(dāng)?shù)哪Ｐ褪茄芯咳犴槞C(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。經(jīng)典的偽剛體模型(Pseudo-Rigid-Body Model,簡稱PRBM)能較準(zhǔn)確地模擬柔順桿的末端軌跡,但不能模擬柔順桿的末端轉(zhuǎn)角。本文針對(duì)現(xiàn)有偽剛體模型的不足,提出了兩自由度偽剛體模型,在模型的建模、參數(shù)優(yōu)化、特性分析等方面進(jìn)行了研究,主要包括以下內(nèi)容: 在偽剛體模型建模方面,經(jīng)典的偽剛體模型是由兩根剛性桿和一個(gè)扭簧組成的單自由度系統(tǒng),簡稱1R偽剛體模型。本文提出了由三根剛性桿和兩個(gè)扭簧組成的兩自由度偽剛體模型,即2R偽剛體模型,推導(dǎo)出其運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。通過與1R和3R模型的理論分析與數(shù)值比較,反映了2R模型在模擬柔順桿件末端特征方面的優(yōu)越性。 在模型參數(shù)優(yōu)化方面,提出了能同時(shí)模擬柔順桿件末端軌跡和末端轉(zhuǎn)角的參數(shù)化近似方法,以此得到了兩種載荷形式(力和力矩)下的2R偽剛體模型的特征半徑系數(shù),然后通過線性回歸的方法得到了模型的剛度系數(shù)。針對(duì)同時(shí)受力和力矩的模型,采用限制剛度系數(shù)的方法得到了復(fù)合載荷形式的2R偽剛體模型參數(shù)。 在模型特性分析方面,推導(dǎo)了三種不同載荷作用下柔順桿和不同自由度偽剛體模型的應(yīng)變能表達(dá)式,以此為特性指標(biāo)對(duì)不同自由度偽剛體模型儲(chǔ)存應(yīng)變能的能力進(jìn)行了對(duì)比分析,得到了一些規(guī)律,對(duì)柔順機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)研究打下了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2010
【中圖分類】：TH112
【部分圖文】：

大大減少構(gòu)件數(shù)目，從而也就減少裝配成本的60%，所以也大大降低了產(chǎn)品的生之間沒有聯(lián)接，無間隙，可提高機(jī)構(gòu)的運(yùn)可提高機(jī)構(gòu)的壽命；，無需潤滑，可減少污染；大批量生產(chǎn)；自身具有回程反力；機(jī)械動(dòng)力相匹配。構(gòu)有著巨大的優(yōu)勢和潛力，所以從二十世紀(jì)學(xué)者們的廣泛研究，一些研究成果也開始順超越離合器，可以看出，柔順超越離合器，從而減少了加工和裝配時(shí)間，也就降低裝置。兩個(gè)鉸鏈和復(fù)位彈簧被集成為一根用減少三分之二，且由于易損壞件被替換

安裝在車輪上的柔順超越離合器

順自行車剎車裝置(圖中白色箭頭處為 Electronic Mechanic System，簡稱它可以較大地提高M(jìn)EMS中機(jī)械大大促進(jìn)MEMS領(lǐng)域的發(fā)展。圖不超過100um，用表面微加工方圖1-4 微型柔順雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)
【引證文獻(xiàn)】

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1 周擎坤;柔順直線導(dǎo)向與緩沖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)問題研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

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1 崔紅微;柔性鉸鏈?zhǔn)脚ぞ丶虞d器的設(shè)計(jì)與研究[D];大連理工大學(xué);2011年

2 羅維;二自由度柔性鉸鏈連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法與綜合特性研究[D];中北大學(xué);2012年

3 龐敬磊;多穩(wěn)態(tài)柔順機(jī)構(gòu)綜合方法的研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2838853