柔性铰链运动02ppt课件

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柔性铰链运动

1简介柔性铰链作为一种小体积、无机械摩擦、无间隙和运动灵敏度高的传动结构，被广泛应用于各种要求微小线位移或角位移、且高精度定位的场合。开创了工作台进入毫米级的新时代。柔性铰链有成千上万的应用，如：陀螺仪、加速度计、天平、控制导弹的喷嘴、控制器显示仪、记录仪、表面控制、调整器、阀、放大连杆、计算机、继电器和传动连杆。

2横向波纹补偿器

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4柔性铰链运动的实现方法柔性铰链运动实现的运动范围、运动精度柔性铰链运动的测量方法柔性铰链运动的用途和发展前景

5柔性铰链运动的实现方法柔性铰链是通过弹性形变来实现铰链运动。施加的弹性变形力会导致铰链中心点偏移其几何中心，从而影响柔性铰链的转动精度。柔性铰链用于绕轴做复杂运动的有限角位移，它有很多种结构，最普通的形式是绕一个轴弹性弯曲，这种弹性变形是可逆的。

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8柔性铰链工作台的结构单柔性四连杆双柔性四连杆为保证位移方向的直线性，柔性工作台一般由平行四杆结构的铰链组成。单柔性平行四杆机构沿一个移动方向产生位移时，在其垂直方向同时产生一个交叉耦合位移，参见图一中的Δ，且随柔性铰链弯曲偏转角的增大而增加，而双柔性平行四杆机构，由于结构对称，当沿一个方向受力产生位移时，两侧铰链均产生交叉耦合位移。即：如果加工完全对称，双柔性平行四杆机构能产生严格的直线运动，从原理上克服了单柔性平行四杆机构易产生交叉耦合位移的缺陷，是超精密定位系统的首选结构。

9柔性铰链运动的测量方法如图所示,其中虚线框为位移放大机构。该机构为一体化结构,各转动铰链都以柔性铰链来代替。采用对称结构,使运动部分S只产生沿着垂直方向的直线运动位移而不产生其他方向的交叉耦合位移,消除了位移放大过程中的运动误差。同时将两极板完全隔离在屏蔽层内,有效地防止了外界电磁场的干扰。对微小位移,由图知

10大变形柔性铰链转角特性测试仪简介

11首先将大变形柔性铰链的一端通过紧固螺钉和压板固定起来，另一端在摆杆的作用下产生弯曲变形。而摆杆则是通过安装在台面上的螺旋顶杆来驱动。测量过程中，通过旋转螺旋顶杆使摆杆产生向上的运动。本测试仪的目的是测量大变形柔性铰链的扭转角与转矩之间的关系，因此不采用普通的基于时间的数据采样，而采用等空间数据采样，使得摆杆运动的时间变化对数据采集不产生影响。在摆杆与大变形柔性铰链一定距离(该距离可调)处安装了一只Honeywell公司的FSS微型压力传感器，在转动过程中压力传感器的测力面始终垂直于大变形柔性铰链的自由端，因此压力传感器测得的“力”乘以“距离”便是施加到大变形柔性铰链上的转矩。而大变形柔性铰链所转过的角度可通过安装在转轴下端的旋转编码器来获得，该旋转编码器为360线单脉冲输出，每转过1度发出一个脉冲。

12柔性铰链运动的用途和发展前景由于宇航和航空等技术发展的需要，对实现小范围内偏转的支承，不仅提出了高分辨率的要求，而且对其尺寸和体积提出了微型化的要求。人们在经过对各类型的弹性支承的试验探索后，才逐步开发出体积小无机械摩擦，无间隙的柔性铰链。随后，柔性铰链立即被广泛地用于陀螺仪、加速度计、天平、控制导弹的喷嘴等多个范围之中，并获得了前所未有的高精度和稳定性。近年来，柔性铰链又在秘密位移工作台中得到了实用。

13柔性铰链微位移机构具有较高的位移分辨率，再配合压电瓷驱动器可实现微小位移，可适合各种介质环境工作。微位移技术直接影响到微电子技术等高精度工业的发展，如微电子技术随着集成度的提高，线条越来越微细化，与之相对应的工艺设备：光刻机，电子束和X射线曝光机等，其定位精度要求为线宽的1/3到1/5，即亚微米甚至纳米级的精度，这就要求精密工作台具备相应的技术水准，柔性铰链是关键技术之一。

14参考文献现代精密仪器设计李玉和编清华大学出版社基于柔性铰链的微位移放大机构设计于志远著仪器仪表学报基于柔性铰链的微位移机构设计张磊著柔性铰链机构设计方法的研究进展于靖军著机械工程学报柔性铰链精度特性研究陈贵敏著仪器仪表学报

15小组成员B07340119陶啸宇B07340120王璜珩B07340129叶成杰B07340130臧艺强B07340132章学苏