一种层叠式柔性放大机构的设计与分析.pdfVIP

第 12期 张虎翼等：一种层叠式橐洼放大机构的设计与分析 11 陶瓷微位移制动器进行位移的输入，通过柔性环节的作用在输出 1 2 杆一半的部分进行位移的放大输出。 疆1[+4苦+4每+2导每+G] 输出端 其中，c=4A-3A+4(A2—6A+6)每A丢+t2鲁毒) ：：二!?兰：：：竺墨：叁叁2 4A-3A~+(12 - 8A，每+4A导+2导导 各个刚度对性能的影响，如图4所示。 图2层叠式柔性机构 1冰平底板 2．柔性薄臂杆 3．输入杆 4．输出杆 3平面柔性单元的设计分析 3．1理论分析 柔性结构的基本胜能主要包括刚度、精度及应力杼f生等几方 面，其中刚度陛能直接反映了柔f生机构抵抗外载的能力，是主要的研 究因素。由于层叠式柔陡结构各层之间结构—致，所以可以采用平面 式结构进行理论分析。通过对其平面单元进行分析，可以得到如图3 所示的力学模型，不计杆 1拉伸变形，杆 1弯矩如式(1)所示6[1。 (a) 图 3半 回菜性卑兀 的力字模 型 M。= -l —Mc (1) 其中， =KOc (b) 式中：—柔性铰链转角；：—柔性铰链旋转刚度。 图4刚度对性能影响图 杆2的弯矩和转角分别为： 由上图可知，随着C,IC：值的增加，其放大倍数逐渐增大 ，性 =I 能提高。当CtlCz=lO时，基本处于饱和状态，性能达到最佳。 当CJCz=~，即杆2左端简支： J亩 ‘ c，0‘k S= 上 』 o 一 ， 1 ～I 12 2A 3C,2AC +3C 经过计算得，输入输出特征方程为： (3+A一3a=_3a3+2A)c+6(2—A—A)cG sn=(}亩+亩z)一(}亩 亩z 一 3 +3C3-2AC2 (亩+亩 (2) 一 1 3【—3A+2A)‘C2+6C3 一 一 丽 ～ 设．cl=岳_，C2：酉l2，=1，A= 古z2 安臻 盟 由于Mc=KOc，即 ，将 带入式(2)得： (3) 取A：1，则： 其中，=} × 肛旨 c222：