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平面折展机构S形柔性铰链设计与试验 被引量：18
1
作者 邱丽芳 孟天祥 +1 位作者 张九俏 杨德斌 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期324-328,323,共6页
设计平面折展柔顺机构的关键技术之一是设计柔性铰链。提出了一种用于平面折展柔顺机构的S形柔性铰链,设计了该铰链的结构形式,并对其等效刚度进行了分析,推导出该结构形式铰链的弯曲等效刚度和扭转等效刚度计算公式。通过设计实例的理... 设计平面折展柔顺机构的关键技术之一是设计柔性铰链。提出了一种用于平面折展柔顺机构的S形柔性铰链,设计了该铰链的结构形式,并对其等效刚度进行了分析,推导出该结构形式铰链的弯曲等效刚度和扭转等效刚度计算公式。通过设计实例的理论计算和有限元仿真分析,验证了计算公式和仿真模型的正确性。制作了基于S形柔性铰链的平面折展柔顺滑块机构的实物模型,仿真分析和测试结果表明,该机构在工作状态可具有较大变形,并且滑块位移达到76 mm时仍能保持良好的精度,仿真与测试结果基本一致,误差仅为0.76%。 展开更多
关键词 平面折展机构 S 形柔性铰链等效刚度 平面折展滑块机构
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平面折展机构平面弹簧的设计与分析 被引量：3
2
作者 刘凯 曹毅 丁锐 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第19期2663-2667,2674,共6页
针对常规平面弹簧变形过程中运动端容易产生周向旋转从而造成振动和磨损的问题,设计了一种基于LEMs的平面弹簧,该弹簧由平面薄板加工成形且能实现平面外运动,具有体积小、易加工,结构简单及变形过程中运动端不发生周向旋转等优点。首先... 针对常规平面弹簧变形过程中运动端容易产生周向旋转从而造成振动和磨损的问题,设计了一种基于LEMs的平面弹簧,该弹簧由平面薄板加工成形且能实现平面外运动,具有体积小、易加工,结构简单及变形过程中运动端不发生周向旋转等优点。首先,基于悬臂梁模型和伪刚体模型分别推导了LEMs平面弹簧的刚度计算公式。其次,为验证所推导公式的正确性,建立了LEMs平面弹簧的ANSYS仿真模型,并将有限元分析结果与上述两种理论模型的计算结果进行了对比。结果表明,在变形较小的情况下由悬臂梁模型所推导的公式计算精度更高,在变形较大的情况下使用由伪刚体模型所推导的公式更为合适。最后,通过大量实例分析推导了两个公式的适用范围,并用一组数值算例证明了其正确性。 展开更多
关键词 平面折展机构 平面弹簧 伪刚体模型 有限元分析
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平面折展升降柔顺机构设计 被引量：8
3
作者 邱丽芳 陈家兴 +1 位作者 张九俏 杨德斌 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期370-375,共6页
基于微型升降机构的工作原理,设计了一种平面折展升降柔顺机构,建立了该机构的伪刚体模型,利用虚功原理推导出平面折展升降机构的输入载荷与输出位移关系的计算公式。设计了基于LET铰链和LOOP铰链类型的平面折展升降机构实例,并对其中... 基于微型升降机构的工作原理,设计了一种平面折展升降柔顺机构,建立了该机构的伪刚体模型,利用虚功原理推导出平面折展升降机构的输入载荷与输出位移关系的计算公式。设计了基于LET铰链和LOOP铰链类型的平面折展升降机构实例,并对其中包含弧形片段的LOOP柔性铰链的弯扭耦合等效刚度进行了研究,分析得到其弯扭耦合等效刚度计算公式,通过2个设计实例的理论计算和有限元仿真分析,验证了理论公式和仿真模型的正确性。设计了基于LOOP铰链的升降机构的实物模型,计算、仿真分析和测试结果表明,该机构可产生较大提升量并且仍能保持良好的精度,达到了设计目标。 展开更多
关键词 平面折展机构 伪刚体模型 虚功原理 有限元仿真 LOOP铰链
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基于串联式Triple-LET的LEMs滑块机构分析 被引量：6
4
作者 邱丽芳 印思琪 +1 位作者 谢仲添 杨德斌 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期381-386,共6页
设计了一种基于串联式的Triple-LET新型柔性铰链,给出了该铰链的三维结构,并对其进行了弯曲等效刚度的理论分析,推导了该结构形式铰链的弯曲等效刚度计算公式并给出了修正系数。基于修正的弯曲等效刚度理论计算公式,对设计实例进行了分... 设计了一种基于串联式的Triple-LET新型柔性铰链,给出了该铰链的三维结构,并对其进行了弯曲等效刚度的理论分析,推导了该结构形式铰链的弯曲等效刚度计算公式并给出了修正系数。基于修正的弯曲等效刚度理论计算公式,对设计实例进行了分析计算,同时建立了该设计实例的有限元仿真模型,通过理论计算结果和仿真分析结果的比较,验证了该铰链设计的可行性。将该新型铰链应用于LEMs柔顺滑块机构的设计中,建立了该机构的基于修正弯曲等效刚度的伪刚体模型,并加工了该串联式Triple-LET铰链的滑块机构铍青铜实物模型,理论计算和实测结果基本一致,验证了理论模型的正确性和机构设计的可行性,同时也表明该滑块机构在工作状态具有较大变形,能保持较好的稳定性。 展开更多
关键词 Triple-LET柔性铰链 弯曲等效刚度 平面折展机构 滑块机构 修正系数
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内置式平面抗拉柔性铰链的建模及分析 被引量：1
5
作者 刘凯 曹毅 +1 位作者 丁锐 周睿 《机械设计》 CSCD 北大核心 2017年第12期20-25,共6页
针对内置式LET(Lamina Emergent Torsion)柔性铰链轴向抗拉刚度低的问题,提出了一种内置式平面抗拉柔性铰链。首先全面考虑铰链各部分的变形特点,设计了内置式平面抗拉柔性铰链的结构形式;其次利用弹簧刚度模型推导了该柔性铰链弯曲等... 针对内置式LET(Lamina Emergent Torsion)柔性铰链轴向抗拉刚度低的问题,提出了一种内置式平面抗拉柔性铰链。首先全面考虑铰链各部分的变形特点,设计了内置式平面抗拉柔性铰链的结构形式;其次利用弹簧刚度模型推导了该柔性铰链弯曲等效刚度与抗拉等效刚度的理论计算模型,并通过设计实例的有限元仿真分析结果和理论计算值的对比,验证了上述理论模型的正确性;最后,将内置式LET柔性铰链和内置式平面抗拉柔性铰链的弯曲刚度及抗拉刚度进行比较。结果表明,在结构参数相近的前提下内置式平面抗拉柔性铰链的弯曲刚度仅是内置式LET柔性铰链的1.179倍,但抗拉刚度在其57.821~89.496倍之间。这意味着,内置式平面抗拉柔性铰链的抗拉刚度在弯曲刚度没有明显变化的情况下有显著提高。该铰链的性能完全与预期相符。 展开更多
关键词 平面折展机构 内置式抗拉柔性铰链 等效刚度 有限元分析
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S-LET复合型柔性铰链设计与性能研究 被引量：14
6
作者 邱丽芳 庞大千 +1 位作者 陈家兴 阳建宏 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期408-412,共5页
综合LET型铰链与S型铰链结构性能特点,提出了一种S-LET复合型柔性铰链,设计了该铰链的外形结构,并对其等效刚度进行分析,推导出铰链弯曲时的等效刚度计算公式。通过对不同尺寸S-LET复合型铰链弯曲等效刚度的分析,得出弯曲等效刚度修正系... 综合LET型铰链与S型铰链结构性能特点,提出了一种S-LET复合型柔性铰链,设计了该铰链的外形结构,并对其等效刚度进行分析,推导出铰链弯曲时的等效刚度计算公式。通过对不同尺寸S-LET复合型铰链弯曲等效刚度的分析,得出弯曲等效刚度修正系数,并验证了该系数的有效性。最后,通过对S型、LET型及S-LET复合型铰链弯曲变形及扭转变形的有限元仿真结果的比较,得出S-LET弯曲变形能力在S型与LET型铰链之间,而扭转变形则是三者中最小。 展开更多
关键词 平面折展机构 S-LET复合型铰链 等效刚度 修正系数
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梳齿形柔性铰链的设计与分析 被引量：9
7
作者 邱丽芳 孟天祥 +1 位作者 张九俏 杨德斌 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1316-1320,共5页
提出了一种基于平面折展机构的梳齿形状的新型柔性铰链,设计了该铰链的结构形式,并对其进行了分析,推导出该结构形式铰链的弯曲等效刚度计算公式.通过设计实例的理论计算和有限元仿真分析,验证了计算公式和仿真模型的正确性,同时也验证... 提出了一种基于平面折展机构的梳齿形状的新型柔性铰链,设计了该铰链的结构形式,并对其进行了分析,推导出该结构形式铰链的弯曲等效刚度计算公式.通过设计实例的理论计算和有限元仿真分析,验证了计算公式和仿真模型的正确性,同时也验证了新型铰链的弯曲等效刚度在较大角位移下仍能保持良好的线性.对设计实例的强度进行了校核,在铰链达到最大角位移时具有较大的安全系数,并对设计实例的扭转等效刚度进行了仿真分析.最后,将设计实例的弯曲等效刚度与文献给出的IT-LEJ及LET铰链的弯曲等效刚度进行了比较. 展开更多
关键词 平面折展机构 柔顺机构 梳齿形铰链 等效刚度 有限元分析
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抗压内LET柔性铰链的建模及分析 被引量：6
8
作者 刘凯 曹毅 +2 位作者 周睿 丁锐 葛姝翌 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期585-591,共7页
针对内LET（Lamina emergent torsion）柔性铰链存在轴向刚度低这一问题,基于倒置原则提出了一种抗压内LET柔性铰链.首先,综合考虑各柔顺片段的变形特点,设计了抗压内LET柔性铰链的结构;其次,利用等效弹簧刚度模型推导了该铰链的弯曲等... 针对内LET（Lamina emergent torsion）柔性铰链存在轴向刚度低这一问题,基于倒置原则提出了一种抗压内LET柔性铰链.首先,综合考虑各柔顺片段的变形特点,设计了抗压内LET柔性铰链的结构;其次,利用等效弹簧刚度模型推导了该铰链的弯曲等效刚度及抗压等效刚度,并用有限元分析实例验证了2种理论计算模型的正确性;最后,将内LET柔性铰链和抗压内LET柔性铰链弯曲变形及压缩变形的有限元仿真结果进行比较.结果表明,在外形尺寸一致的情况下抗压内LET柔性铰链的弯曲刚度是内LET柔性铰链的1.195倍,而抗压刚度却是其24.532-28.141倍.在弯曲刚度无明显变化的前提下,抗压内LET柔性铰链的抗压刚度大幅提升,该铰链的结构设计完全符合预期要求. 展开更多
关键词 平面折展机构 抗压内LET柔性铰链 等效刚度 有限元分析
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1自由度8杆单铰LEMs构型的研究 被引量：1
9
作者 王强 曹毅 陈桂兰 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期795-801,共7页
提出一种Lamina Emergent Mechanisms(LEMs)机构综合方法,对1自由度8杆LEMs构型进行研究,该方法能够求解包含单铰转动副,以及机架和主动件变换的LEMs机构综合问题.首先,通过构造平面运动链的杆组邻接矩阵,求解基于1自由度8杆的所有平面... 提出一种Lamina Emergent Mechanisms(LEMs)机构综合方法,对1自由度8杆LEMs构型进行研究,该方法能够求解包含单铰转动副,以及机架和主动件变换的LEMs机构综合问题.首先,通过构造平面运动链的杆组邻接矩阵,求解基于1自由度8杆的所有平面机构的可能连接方式.其次,基于杆件和自由度的数目,分析包含各级Assur杆组的所有装配方式,构建杆组邻接矩阵的框架.再次,依据一定的约束条件,将第一级及之后的杆组依次装配到主动件和机架或者前级杆组上,并且同步辨识同构体,从而获取仅含转动副的所有平面机构构型.最后,用相应的柔顺片段代替刚性片段,完成LEMs构型综合. 展开更多
关键词 平面折展柔顺机构(LEMs) 机构综合 邻接矩阵
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