基于动力学的双稳态机构驱动特性分析

发布时间：2017-08-24 20:11

  本文关键词：基于动力学的双稳态机构驱动特性分析

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【摘要】：柔性双稳态机构是一种在无外部输入的情况下,可以保持两个稳定平衡位置的机构,在MEMS和机械传动领域中有广泛的应用。对柔性机构稳态的判别一般使用能量法,但能量法无法对柔性机构的驱动特性进行分析。为此提出一种基于动力学的柔性四杆机构稳态分析方法,对只含一个柔性关节的四杆机构的驱动特性进行分析,并根据驱动特性曲线对柔性机构的稳态特性进行判断。首先,建立柔性四杆机构的伪刚体模型,利用拉格朗日方程建立动力学模型,解算出主动杆件旋转360°时驱动力的变化曲线;然后,在ADAMS中建立对应的柔性四杆机构模型,将仿真结果与动力学解算结果进行对比,验证动力学模型的准确性;最后,通过一个算例将提出的动力学分析方法与传统能量法的分析结果进行对比,证明动力学分析方法的有效性,同时还可以得到机构在稳态位置与非稳态位置转换过程中驱动力的临界值,为柔性稳态机构的设计提供一种新的方法。提出的基于动力学的双稳态驱动特性,在双稳态开关、双稳态传感器中都可以被设计和应用。
【作者单位】： 中国矿业大学机电工程学院;中国矿业大学工程训练中心;
【关键词】： 柔性机构 动力学建模 驱动特性 双稳态
【基金】：国家科学自然基金(51305444) 教育部博士点基金(20120095120013) 江苏省科技计划项目(BY2014028-06)
【分类号】：TH112
【正文快照】： 0引言随着微机电系统(MEMS)、生物[1]2-3和航天工程的发展,柔性机构逐渐成为替代传统刚性机构的有效方法。柔性机构是通过柔性关节代替传统刚性机构中的运动副,在运动过程中利用自身形变来转换力、运动或能量的机械装置[2]。与传统的机构相比,柔性机构具有制造成本低、装配简

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