一移两转平板折展柔性铰链的建模及优化
本文关键词:一移两转平板折展柔性铰链的建模及优化 出处:《浙江大学学报(工学版)》2017年12期 论文类型:期刊论文
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【摘要】:为提高平板折展机构(LEMs)的灵活性,提出一种一移两转三自由度平板折展柔性铰链.综合考虑各柔性片段的变形特点,设计一移两转平板折展柔性铰链的外形结构;利用等效弹簧模型推导该铰链沿x轴、y轴方向的转动等效刚度及沿x轴方向的移动等效刚度的理论计算模型,并通过设计实例的理论计算结果和仿真分析结果对比,验证刚度计算模型的正确性;探讨各结构参数对3种等效刚度的影响灵敏度;以提高铰链的转动性能和移动性能为目标,构建一移两转平板折展柔性铰链的多目标加权优化模型,并利用基于罚函数的粒子群算法对各结构参数进行优化.结果表明:优化后的一移两转平板折展柔性铰链的各项性能都有较大提升,优化模型具备可行性.
[Abstract]:In order to improve the flexibility of flat bending mechanism (Lems), a new flexure hinge with one shift and three degrees of freedom is proposed. The deformation characteristics of each flexible segment are considered synthetically. The shape structure of the flexure hinge of one moving and two rotating flat plate is designed. The rotational equivalent stiffness of the hinge along the x axis and the moving equivalent stiffness along the x axis are derived by using the equivalent spring model. The correctness of the stiffness calculation model is verified by comparing the theoretical results of the design examples with the results of simulation analysis. The influence of structural parameters on the sensitivity of three kinds of equivalent stiffness is discussed. In order to improve the rotation performance and mobility performance of the hinge, a multi-objective weighted optimization model is constructed. The particle swarm optimization algorithm based on penalty function is used to optimize the structural parameters. The results show that the improved properties of the flexure hinge are improved and the optimization model is feasible.
【作者单位】: 江南大学机械工程学院;江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室;上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(50905075) 江苏省“六大人才高峰”资助项目(ZBZZ-012) 机械系统与振动国家重点实验室开放课题(MSV201712)
【分类号】:TH112
【正文快照】: 3.江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,江苏无锡214122)柔顺机构是利用柔性部件的弹性变形来实现运动或力输出的机构[1],具有无摩擦、免润滑、寿命长、精度高等优点,适用于精密工程[2-4]、仿生机械[5-6]、智能材料结构[7]等领域.平板折展机构(laminaemergent mecha
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,本文编号:1371539
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