本文關(guān)鍵詞：考慮柔鉸非線性的柔性Sarrus恒力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：柔性機(jī)構(gòu)是一個(gè)利用自身部分或全部構(gòu)件的彈性變形來實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動的,相對傳統(tǒng)剛性機(jī)構(gòu),省去了連接鉸鏈,因此也就減少了實(shí)現(xiàn)某一特定運(yùn)動的構(gòu)件數(shù)目,省去了很多的裝配環(huán)節(jié),使機(jī)構(gòu)變得簡單、可靠;并且因?yàn)闊o縫連接,沒有了摩擦、省去了潤滑油的使用,使機(jī)構(gòu)精度高,壽命長,工作環(huán)境干凈衛(wèi)生。因此柔性機(jī)構(gòu)的研究和應(yīng)用得到學(xué)術(shù)界和工業(yè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。如今柔性機(jī)構(gòu)在一些諸如MEMS中被大量用于替代傳統(tǒng)的剛性機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)特定的運(yùn)動,然而因?yàn)樽陨韽椥宰冃萎a(chǎn)生的能量存儲對機(jī)構(gòu)運(yùn)行卻造成了一些麻煩,問題的產(chǎn)生沒有阻礙柔性機(jī)構(gòu)的發(fā)展。人們利用柔性機(jī)構(gòu)的能量存儲功能設(shè)計(jì)出了柔性雙穩(wěn)態(tài),多穩(wěn)態(tài)等柔性穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)。因此將柔性機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)和能量存儲功能聯(lián)合起來利用應(yīng)該是柔性機(jī)構(gòu)的重點(diǎn)研究方向。本文基于對柔性機(jī)構(gòu)中因?yàn)閺椥宰冃蔚暮侠砝迷O(shè)計(jì)一種柔性恒力機(jī)構(gòu)。作為柔性機(jī)構(gòu)的重要組成部分-柔性鉸鏈,自然也就成為學(xué)者們重點(diǎn)關(guān)注的對象,根據(jù)某些特定的需求人們先后設(shè)計(jì)出了直角型、拋物線型、橢圓型等類型的切口式柔性鉸鏈,然而它們因自身的問題很難用于大變形的柔性機(jī)構(gòu)中,本文通過分析比較選擇了一種承載力大并且可以實(shí)現(xiàn)大變形轉(zhuǎn)動的柔性鉸鏈-交叉型柔性鉸鏈,作為本文恒力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分。然而實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)交叉型柔性鉸鏈在大變形狀態(tài)下會出現(xiàn)剛度的非線性問題,為了找到其內(nèi)在的變化規(guī)律本文選擇了它的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)參數(shù)和形狀參數(shù)作為重點(diǎn)研究對象,并通過大量的實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了其變化規(guī)律,給出了一個(gè)描述交叉型柔性鉸鏈在變形狀態(tài)下扭轉(zhuǎn)剛度的通用經(jīng)驗(yàn)公式,并試驗(yàn)驗(yàn)證了其準(zhǔn)確性。本文基于柔性機(jī)構(gòu)研究的常用方法-偽剛體模型方法結(jié)合虛功原理,對一種空間六桿機(jī)構(gòu)-Sarrus機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析,Sarrus機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)空間內(nèi)直線和旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動轉(zhuǎn)化,作為對本文總結(jié)出的交叉型柔性鉸鏈剛度經(jīng)驗(yàn)公式的利用,推導(dǎo)出了Sarrus機(jī)構(gòu)直線運(yùn)動桿件上的力與機(jī)構(gòu)運(yùn)動形態(tài)的關(guān)系式。通過分析試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了在某些特定條件下,鉸鏈轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律,總結(jié)出了若實(shí)現(xiàn)恒力機(jī)構(gòu)的可能條件作為優(yōu)化的約束條件,然后利用粒子群優(yōu)化算法,經(jīng)過多次試驗(yàn)、優(yōu)化。最終設(shè)計(jì)出了一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)間內(nèi)恒力效果的柔性Sarrus機(jī)構(gòu)。并且檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)恒力效果非常明顯,恒力區(qū)間大、誤差小。
【關(guān)鍵詞】：柔性機(jī)構(gòu) 大變形 剛度非線性 Sarrus機(jī)構(gòu) 恒力機(jī)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-13
• 縮略語對照表13-16
• 第一章 緒論16-26
• 1.1 柔性機(jī)構(gòu)的概念16-17
• 1.2 柔性機(jī)構(gòu)的分類17-18
• 1.3 柔性機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)18-19
• 1.4 柔性機(jī)構(gòu)的應(yīng)用領(lǐng)域19-23
• 1.4.1 智能結(jié)構(gòu)19-20
• 1.4.2 微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)20-21
• 1.4.3 自然界及其他等領(lǐng)域21-22
• 1.4.4 柔性恒力機(jī)構(gòu)22-23
• 1.5 本文的工作安排23-26
• 1.5.1 本文的主要研究工作23
• 1.5.2 論文的章節(jié)安排23-26
• 第二章 恒力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法26-40
• 2.1 恒力機(jī)構(gòu)的簡介26-27
• 2.2 傳統(tǒng)的恒力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)27-30
• 2.2.1 簡易的恒力機(jī)構(gòu)27-28
• 2.2.2 彈簧儲能型恒力機(jī)構(gòu)28-30
• 2.3 柔性恒力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)30-38
• 2.3.1 偽剛體模型方法簡介30
• 2.3.2 偽剛體模型方法描述懸臂梁的力位移關(guān)系30-33
• 2.3.3 偽剛體模型方法在柔性恒力機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用33-36
• 2.3.4 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化法在柔性機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用36-38
• 2.4 小結(jié)38-40
• 第三章 交叉型柔性鉸鏈大變形下剛度的非線性分析40-52
• 3.1 柔性鉸鏈的概述40-41
• 3.2 不同形式柔性鉸鏈的扭轉(zhuǎn)剛度分析41-44
• 3.2.1 短臂柔鉸的剛度特性41-43
• 3.2.2 交叉型柔性鉸鏈的相對優(yōu)勢43-44
• 3.3 交叉型鉸鏈大變形狀態(tài)下的變剛度分析44-50
• 3.3.1 交叉型柔鉸通用剛度公式的表示方法44-48
• 3.3.2 交叉鉸鏈通用剛度公式的校驗(yàn)48-50
• 3.4 小結(jié)50-52
• 第四章 柔性Sarrus恒力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)52-74
• 4.1 Sarrus機(jī)構(gòu)概況52-53
• 4.1.1 Sarrus機(jī)構(gòu)的的簡介52-53
• 4.1.2 Sarrus機(jī)構(gòu)的理論研究及應(yīng)用53
• 4.2 Sarrus機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性分析53-60
• 4.2.1 Sarrus機(jī)構(gòu)的自由度分析53-54
• 4.2.2 通用空間Sarrus機(jī)構(gòu)的建模54-56
• 4.2.3 Sarrus機(jī)構(gòu)的幾何分析56-58
• 4.2.4 Sarrus機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)分析58-60
• 4.3 柔性Sarrus機(jī)構(gòu)的分析60-65
• 4.3.1 柔性Sarrus機(jī)構(gòu)簡介60
• 4.3.2 柔性Sarrus機(jī)構(gòu)的功能關(guān)系60-63
• 4.3.3 柔性Sarrus機(jī)構(gòu)的載荷分析63-65
• 4.4 恒力機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)65-72
• 4.4.1 粒子群優(yōu)化算法簡介65-66
• 4.4.2 優(yōu)化過程的描述66-67
• 4.4.3 優(yōu)化結(jié)果67-70
• 4.4.4 柔性Sarrus恒力特性總結(jié)70-72
• 4.5 小結(jié)72-74
• 第五章 總結(jié)與展望74-76
• 5.1 本文的工作總結(jié)74
• 5.2 本文工作的展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 致謝80-82
• 作者簡介82-83

【二級參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李團(tuán)結(jié),朱超,周小勇,曹炎,李世俊;定常力輸出柔性滑塊機(jī)構(gòu)的優(yōu)化綜合[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2004年03期

  本文關(guān)鍵詞：考慮柔鉸非線性的柔性Sarrus恒力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：307709