【摘要】：設計一種結(jié)構(gòu)緊湊、具有大運動空間和響應快的微操作平臺,并對其靜態(tài)和動態(tài)特性進行分析和優(yōu)化.利用杠桿機構(gòu)和連桿機構(gòu)設計一種能實現(xiàn)兩級放大的微操作平臺,結(jié)構(gòu)對稱地設計在同一平面,并采用導向機構(gòu)實現(xiàn)精確的導向運動.利用功能原理,采用偽剛體方法建立反映平臺的靜態(tài)和動態(tài)特性封閉形式的理論模型.由理論模型與有限元分析的結(jié)果比較分析可知,兩者所得的結(jié)果誤差范圍為6.0%~7.2%,說明所推導模型的正確性.基于理論模型分析構(gòu)型參數(shù)和柔性鉸鏈尺寸參數(shù)對放大倍數(shù)、輸出剛度、應力和固有頻率的影響.結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對輸出剛度與固有頻率的影響是矛盾的,對放大倍數(shù)和應力的影響也相互矛盾,需要通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)以綜合平衡其性能指標.提出一種以綜合平衡平臺的靜態(tài)和動態(tài)特性為目標,并考慮應力、放大倍數(shù)和幾何尺寸為約束的優(yōu)化模型.結(jié)果表明優(yōu)化后的固有頻率和放大倍數(shù)比優(yōu)化前均提高,而輸出剛度降低,說明優(yōu)化后的平臺性能更好.
[Abstract]:A compact microoperation platform with large motion space and fast response was designed and its static and dynamic characteristics were analyzed and optimized. Using lever mechanism and connecting rod mechanism to design a micro-operation platform which can realize two-stage amplification. The structure is symmetrically designed in the same plane, and the guiding mechanism is used to realize the accurate steering motion. Based on the functional principle, a theoretical model reflecting the closed form of the static and dynamic characteristics of the platform is established by using the pseudo-rigid body method. By comparing the results of the theoretical model and the finite element analysis, it can be seen that the error range of the two results is 6.0 and 7.2, which shows the correctness of the derived model. Based on the theoretical model, the effects of configuration parameters and flexure hinge dimension parameters on magnification, output stiffness, stress and natural frequency are analyzed. The results show that the influence of structural parameters on the output stiffness and natural frequency is contradictory, and the effects on magnification and stress are also contradictory. It is necessary to optimize the structural parameters to balance the performance index comprehensively. This paper presents an optimization model which takes the static and dynamic characteristics of the integrated balance platform as its objective and takes into account the stress, magnification and geometric size constraints. The results show that the natural frequency and magnification of the optimized platform are higher than those before the optimization, but the output stiffness is lower, which indicates that the optimized platform has better performance.
【作者單位】： 江西理工大學機電工程學院;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51265016)
【分類號】：TH703;TH112

【參考文獻】

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【共引文獻】

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【二級參考文獻】

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本文編號：2280719