基于闭环柔度解析式的双曲线形柔性铰链研究

摘要

提出了一种新型的单轴柔性铰链结构型式—单边双曲线形柔性铰链。以力学卡氏第二定理和微积分为理论基础,推导了单边双曲线形柔性铰链柔度的闭环解析公式,在此基础上,推导出单边双曲线形柔性铰链的转动精度公式,对单边双曲线形柔性铰链的性能进行分析,得出了结构参数对其柔度性能的影响关系。并通过对双边双曲线形柔性铰链比较,分析了单边双曲线形柔性铰链的转动能力、转动精度和对轴向载荷的影响等性能,利用有限元和实验的方法对单边柔性铰链的柔度公式进行校验,结果表明有限元与闭环解析式的偏差小于8%,实验结果和解析式的偏差在7%以内,为柔性铰链在结构紧凑、大位移场合的工程应用提供了有价值的参考。