Please wait a minute...
工程设计学报
工程设计学报  2009, Vol. 16 Issue (4): 303-307    
机电产品工程设计     
直角切口柔性平行四杆机构的输出位移分析
 叶 果, 李 威, 王禹桥, 杨雪峰
中国矿业大学 机电工程学院,江苏 徐州 221008
Output displacement analysis of parallel four-bar mechanism with right-angle-notch flexure hinges
 YE   Guo, LI   Wei, WANG  Yu-Qiao, YANG  Xue-Feng
College of Mechanical & Electronic Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221008, China
 全文: PDF(365 KB)   HTML
摘要： 柔性铰链是目前被广泛用于微动机器人的主要部件之一.为了深入分析精密传动用柔性平行四杆机构的位移性能,利用材料力学弯曲变形理论的挠曲线近似微分方程,建立了计算直角切口柔性平行四杆机构输出位移的数学模型.设计了一个简单的柔性平行四杆机构模型,采用MATLAB 7.0软件对其进行理论计算,并利用商用软件ANSYS 10.0进行有限元分析.采用线切割的方法加工了一个样件,并进行了相关实验.最终结果表明：数学模型的理论值与有限元仿真值很接近,但与实际样件的实验值有一定的误差.通过误差分析,证实了存在这种误差的合理性,从而验证了所建数学模型具有较高的参考价值,可以作为柔性铰链平行四杆机构行程优化设计的指导理论.
关键词： 柔性铰链;  柔性平行四杆机构;  输出位移;  有限元分析    
Abstract: Flexible hinges are widely used as one of the essential components to micro-motion robotics. To analyze the output displacement performance of compliant parallel four-bar mechanism （CPFBM）, used as a precise transmission element, a mathematical model, which can be used to calculate the output displacement of CPFBM composed of right-angle-notch flexible hinges, was established by the approximate differential equation of the deflection curve based on the bending theory in strength of materials. A simple model of CPFBM was made and the theoretical value of the model was calculated by using the mathematic software MATLAB 7.0. Meanwhile, finite element analysis of the model was carried out by ANSYS 10.0. A sample piece was made by wire cutting for experimental purpose. The value of the sample piece obtained from the calculation of the mathematical model and from the finite element simulation met well, but the value from the experiment was obviously different from the theoretical value. Moreover, the sources of error were traced and existence of error was validated. In summary, the mathematical model proposed above has high value for reference to stroke displacement optimization design of CPFBM．
Key words: flexible hinge    compliant parallel four-bar mechanism    output displacement    finite element analysis
出版日期: 2009-08-28
基金资助:

江苏省研究生培养创新工程资助项目（CX07B_071z）
服务　　
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章　　
叶 果
李 威
王禹桥
杨雪峰

引用本文:

叶 果, 李 威, 王禹桥, 杨雪峰. 直角切口柔性平行四杆机构的输出位移分析[J]. 工程设计学报, 2009, 16(4): 303-307.

YE Guo, LI Wei, WANG Yu-Qiao, YANG Xue-Feng. Output displacement analysis of parallel four-bar mechanism with right-angle-notch flexure hinges[J]. Chinese Journal of Engineering Design, 2009, 16(4): 303-307.

链接本文:

https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/    或    https://www.zjujournals.com/gcsjxb/CN/Y2009/V16/I4/303

[1] 谢超,陈云壮,石光楠,赖磊捷. 正交簧片型大行程柔性球铰设计及柔度分析[J]. 工程设计学报, 2023, 30(5): 626-633.
[2] 张涛,王开松,唐威,秦可成,刘阳,石雨豪,邹俊. 电流体泵驱动的柔性弯曲执行器的设计及分析[J]. 工程设计学报, 2023, 30(4): 467-475.
[3] 李琴,闫瑞,黄志强,李刚. 电驱可控震源驱动电机匹配设计与优化研究[J]. 工程设计学报, 2023, 30(2): 172-181.
[4] 李三平,孙腾佳,袁龙强,吴立国. 气动软体采摘机械手设计及实验研究[J]. 工程设计学报, 2022, 29(6): 684-694.
[5] 赵致勃,顾大强,李立新,张靖. 基于接触应力优化的摆线轮修形设计[J]. 工程设计学报, 2022, 29(6): 713-719.
[6] 张正峰,宋小雨,袁晓磊,陈文娟,张伟东. Al/CFRP混合薄壁结构耐撞性能可靠性优化设计[J]. 工程设计学报, 2022, 29(6): 720-730.
[7] 孙光明,王奕苗,万仟,弓堃,汪文津,赵坚. 考虑装配变形的精密机床床身优化设计[J]. 工程设计学报, 2022, 29(3): 318-326.
[8] 丰飞,傅雨晨,范伟,马举. 三角混合两级杠杆微位移放大机构的设计及性能分析[J]. 工程设计学报, 2022, 29(2): 161-167.
[9] 陈洪月, 张站立, 吕掌权. 线性压缩机圆柱臂盘簧的设计及性能研究[J]. 工程设计学报, 2021, 28(4): 504-510.
[10] 王成军, 李帅. 三关节式软体驱动器的设计及其弯曲性能分析[J]. 工程设计学报, 2021, 28(2): 227-234.
[11] 黄伟, 徐建, 陆新征, 胡明祎, 廖文杰. 动力装备和建筑楼盖的动力吸振研究[J]. 工程设计学报, 2021, 28(1): 25-32.
[12] 周超, 秦瑞江, 芮晓明. 风载荷作用下V形绝缘子串的力学特性分析[J]. 工程设计学报, 2021, 28(1): 95-104.
[13] 周超, 王阳, 芮晓明. 500 kV输电线路跳线风偏有限元分析与试验研究[J]. 工程设计学报, 2020, 27(6): 713-719.
[14] 李玄, 周双武, 路松, 丁冰晓. 基于二级杠杆机构的二自由度微定位平台设计与分析[J]. 工程设计学报, 2020, 27(4): 533-540.
[15] 李成兵, 雷鹏. 5 000 m3立式拱顶储罐应力分析与弱顶性能评价[J]. 工程设计学报, 2020, 27(2): 182-190.