六杆柔顺机构的伪刚体模型.pdf

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1、第35卷第5期北京科技大学学报、厂01．35No．52013年5月JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijingMay2013六杆柔顺机构的伪刚体模型邱丽芳)凶，霍明磊，，李威)1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)一重大连设计研究院，大连116600圆通信作者，E—mail：qlf@ustb．edu．cn摘要设计了一种六杆柔顺机构，建立了该机构的伪刚体模型，伪刚体模型显示该机构由两个柔顺滑块机构串联而成．根据伪刚体模型对该六杆柔顺机构进行了变形分析，推导出六杆柔顺机构伪刚体模型的力一位移关系的一般理论计算公式，进而得到该

2、机构实例的分析结果．用ANSYS软件对该设计实例进行了力一位移关系的有限元仿真分析，同时加工制造出该设计实例的实物模型并进行了实验测量．对理论计算结果、仿真分析结果和实际测量结果进行了比较，三种方法所得结果基本一致，表明了理论公式的推导与分析是正确的，仿真建模分析也是正确的，并且该实例的设计是可行的，达到了设计目的．关键词柔顺机构；伪刚体模型；变形；测试；有限元法分类号TH122Pseudo--rigid--bodymodelofasix--barfull-compliantmechanismQiULi-fang)回．HUOMing—lei，．LIWei)1)SchoolofMech

3、anicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China2)DalianDesign&ResearchInstituteofCFHI，Dalian116600，ChinaECorrespOndingauthor，E—mail：qlf@ustb．edu．cnABSTRACTAsix—barfull-compliantmechanismwasdesigned，anditspseudo—rigid—bodymodelwasestablished，whichshowsthatitiscompos

4、edoftwocompliantslidemechanisms．Deformationanalysisofthefull—compliantmechanismwasperformedaccordingtothepseudo—rigid—bodymodel，andatheoreticalformulaofforceanddisplacementwasdeducedforthepseudo—rigid—bodymode1．Anexamplewaspresentedtoembodythefull—compliantmechanism，anditsrelationshipofforceand

5、displacementwasnumericallyanalyzedusingANSYSsoftware．Meantime，aphysicalmodelofthisexamplewasmanufacturedforexperimentalmeasurement．Bycomparingtheresultsoftheoreticalcalculation，simulationanalysisandactualmeasurement，itcanbeconcludedthattheresultsofthethreemethodsarebasicallythesame，indicatingth

6、atthetheoreticalderivationandanalysisoftheformulaiscorrect，thesimulationanalysisisprecise，andthedesignoftheexampleisfeasibletoachievethedesigngoa1．KEYWORDScompliantmechanisms；pseudo--rigid—-bodymodels；deformation；testing；finiteelementmethod柔顺机构具有灵敏度高、加工简单方便、无摩的纯柔性移动副的研究为数甚少[5_]，目前对柔性擦磨损、造价低等优点，

7、广泛应用于精密定位和微铰链的研究多集中在柔性铰链的形状、刚度、组合机电系统fmicroelectromechanicalsystems，MEMS)形式等方面[7-11]，而对柔顺滑块机构的研究大都等领域[1-2】．柔顺滑块机构是柔性机构的一种类集中在四杆柔顺机构上[12-13】，对五杆[14]和六杆型[2】，由于移动副的特殊构造，一般是用柔性平面柔顺机构的研究则比较缺乏．平行四边形机构来代替平面柔性移动副_3]’也可采根据特殊用途需要，基于柔顺滑块机构，本