在柔順機(jī)構(gòu)中,機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、力以及能量的傳遞與轉(zhuǎn)換,主要靠機(jī)構(gòu)中柔性構(gòu)件的變形來實(shí)現(xiàn)。與靠傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)副來實(shí)現(xiàn)的剛性機(jī)構(gòu)相比,柔順機(jī)構(gòu)在提高性能和降低成本兩方面具有很大的優(yōu)勢。但柔性構(gòu)件的大變形帶來的幾何非線性問題不僅使柔順機(jī)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)變得復(fù)雜,也影響了柔順機(jī)構(gòu)的廣泛應(yīng)用,因此對(duì)柔順機(jī)構(gòu)的研究是很有必要的。偽剛體模型的目的就是提供一種能夠分析非線性大變形系統(tǒng)的簡單方法,將剛性機(jī)構(gòu)的理論方法用于分析柔順機(jī)構(gòu)。目前偽剛體模型參數(shù)的選取一般采用參數(shù)近似法,誤差比較大。為此本文提出一種基于應(yīng)變能匹配的偽剛體模型參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,主要完成的工作如下:（1）在現(xiàn)有2R偽剛體模型的基礎(chǔ)上提出固定導(dǎo)向梁的2R-1P偽剛體模型,分析模型的幾何關(guān)系和力學(xué)關(guān)系,列出其力學(xué)平衡方程,通過基于應(yīng)變能匹配的優(yōu)化算法對(duì)其模型參數(shù)即特征半徑系數(shù)和扭簧常數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。利用優(yōu)化后的模型分析折展式內(nèi)、外鉸鏈,將其簡化為固定導(dǎo)向梁的2R-1P偽剛體模型,計(jì)算力位移關(guān)系,并在ANSYS軟件中對(duì)折展式內(nèi)、外鉸鏈進(jìn)行建模,分析兩者誤差,證明了基于應(yīng)變能匹配優(yōu)化后模型的準(zhǔn)確性,進(jìn)一步嘗試將此方法應(yīng)用于其它偽剛體模型的參數(shù)優(yōu)化。（2）分析... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

在閉合、張開和繃緊狀態(tài)下的長弓[1]

及微進(jìn)給精密運(yùn)動(dòng)工作臺(tái)、精密姿態(tài)調(diào)整、微執(zhí)行器、多自由度的微操作及微裝配機(jī)器人等得到具體應(yīng)用。圖 1.2 所示為微納米操作平臺(tái)和彈出式微型機(jī)器蜜蜂。圖1.2 微型機(jī)器（2）機(jī)器人柔順機(jī)構(gòu)在如圖 1.3 所示的仿生機(jī)器人和醫(yī)療機(jī)器人的領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用，正如生物界動(dòng)物的肌肉具有柔性，昆蟲的胸腔也是由柔性骨骼與肌肉組成，因此柔性設(shè)計(jì)是仿生及其實(shí)際應(yīng)用的必然結(jié)果[14]。另外，對(duì)微小型生物而言，尺度效應(yīng)的影響起著支配作用，因此柔性在微小型仿生機(jī)械的研究及研制過程中也是必不可少的，比如機(jī)器魚、仿生爬蟲、仿生壁虎、微小型飛行器等。各種柔性關(guān)節(jié)及驅(qū)動(dòng)器的出現(xiàn)，對(duì)于改善仿生機(jī)械及仿生機(jī)器人的靈活性與機(jī)動(dòng)性起了很大作用，例如多足機(jī)器人、蛇形臂等。同時(shí)柔順機(jī)構(gòu)在醫(yī)療器械中也有著廣泛應(yīng)用，隨著心血管病的患者的增多，支架植入技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用

[15]。圖1.3 仿生機(jī)器人（3）柔性智能結(jié)構(gòu)近年來柔性智能結(jié)構(gòu)也越來越受到重視，目的是為了獲得類似人的各種功能的“活”的材料，它是將一些驅(qū)動(dòng)元件、傳感元件還有控制系統(tǒng)融合在基體材料中，通過感知內(nèi)部的狀態(tài)和外部環(huán)境的變化，加上自身機(jī)制對(duì)信息的識(shí)別和判斷，合理作出

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]柔順機(jī)構(gòu)PR偽剛體模型[J]. 余躍慶,周鵬.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(05)

博士論文
[1]柔順機(jī)構(gòu)中幾何非線性變形問題的精確建模方法研究[D]. 馬付雷.西安電子科技大學(xué) 2016
[2]柔順機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析與綜合[D]. 王雯靜.北京工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]帶軸向變形的柔順機(jī)構(gòu)多自由度偽剛體模型研究[D]. 路建鵬.中北大學(xué) 2016
[2]柔性構(gòu)件大變形分析及其在柔順機(jī)構(gòu)建模中的應(yīng)用[D]. 杜云磊.西安電子科技大學(xué) 2012
[3]柔順機(jī)構(gòu)的2R偽剛體模型研究[D]. 馮忠磊.北京工業(yè)大學(xué) 2010



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