橋式直接耦合柔性機構的優(yōu)化設計方法

1、 124 機 器 人 2010 年 1 月 teristicsJ. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2003, 39(8: 32-36. 它設計參數(shù)，對其許用應力進行驗證以確定合理的 設計方案以上設計流程如圖 11 所示 4 結論（Conclusion） (1 為滿足尺蠖驅動器中間驅動機構輸出力大、 響應快速的工作要求，設計了橋式直接耦合柔性機 構，具有拓撲結構簡單、應力分布均勻以及固有頻 率高等特點 (2 基于卡氏定理， 通過選擇精確的柔性鉸鏈旋 轉剛度公式得到了該機構的剛度解析式，并將柔性 機構簡化為單自由度彈簧質點系統(tǒng)，得到其固有頻

2、率解析式 (3 對柔性機構的剛度和固有頻率進行了實驗 測試，與實驗結果相比，解析解的誤差分別為 5.5% 和 14.1%， 其有限元解的誤差分別為 7.7%和 10.1%， 驗證了解析解和有限元解的正確性，可以用于該柔 性機構的設計分析 (4 基于有限元分析方法， 提出一種綜合考慮柔 性機構的靜動態(tài)特性的優(yōu)化設計方法，根據(jù)設計要 求可有效地確定該柔性機構的尺寸參數(shù)，這是一種 合理有效的柔性機構優(yōu)化設計方法，方便了初始設 計階段的參數(shù)優(yōu)化設計 參考文獻（References） 1 宗光華，裴旭，于靖軍，等一種新型柔性直線導向機構及 其運動精度分析 J光學精密工程， 2008， 16(4：630-

3、635. Zong Guanghua, Pei Xu, Yu Jingjun, et al. Novel compliant linear guiding mechanism and analysis of kinetic precisionJ. Optics and Precision Engineering, 2008, 16(4: 630-635. 于靖軍，周強，畢樹生，等基于動力學性能的全柔性機構 優(yōu)化設計 J機械工程學報， 2003， 39(8：32-36. Yu Jingjun, Zhou Qiang, Bi Shusheng, et al. Optimal design of a

4、 fully compliant mechanism based on its dynamic charac- 3 孫立寧，馬立，榮偉彬，等一種納米級二維微定位工作臺 的設計與分析 J光學精密工程， 2006， 14(3：406-411. Sun Lining, Ma Li, Rong Weibin, et al. Design and analysis on a 2-DOF nanopositioning stageJ. Optics and Precision Engineering, 2006, 14(3: 406-411. 4 Ma H W, Yao S M, Wang L Q, et

5、 al. Analysis of the displacement amplication ratio of bridge-type exure hingeJ. Sensors and Actuators, A: Physical, 2006, 132(2: 730-736. Lobontiu N, Garcia E. Analytical model of displacement amplication and stiffness optimization for a class of exure-based compliant mechanismsJ. Computers and Str

6、uctures, 2003, 81(32: 2797-2810. Ryu J W. 6-axis ultraprecision positioning mechanism design and positioning controlD. Korea: KAIST, 1997. Kim J H, Kim S H, Kwak Y K. Development and optimization of 3-D bridge-type hinge mechanismsJ. Sensors and Actuators, A: Physical, 2004, 116(3: 530-538. Lobontiu

7、 N. Compliant mechanisms: Design of exure hinges M. USA: CRC Press, 2003. Schotborgh W O, Kokkeler F G M, Tragter H, et al. Dimensionless design graphs for exure elements and a comparison between three exure elementsJ. Precision Engineering, 2005, 29(1: 41-47. 5 6 7 8 9 10 Yong Y K, Lu T F, Handley D C. Review of circular exure hinge design equations and derivation of empirical formulationsJ. Precision Engineering, 2008, 32(2: 63-70. 作者簡介： 張兆成 （1980 ） ， 男， 博