柔性机构

摘要： 为了研究机翼弦向连续变弯度的设计问题,提出由柔性后缘机构与刚性连杆驱动机构组成的机翼变弯度设计方案以及建模分析方法.基于交叉簧片式柔性铰链设计机翼机构构型.采用链式梁约束建模方法,建立柔性后缘机构的理论力学模型,得到其受力和变形的关系,并利用有限元仿真对理论力学模型进行验证.在力学模型的基础上,采用NSGA-II多目标遗传算法优化机翼机构的相关尺寸参数,提升机翼的气动特性.经优化,机翼巡航阶段的升阻比提升1.09%,起降阶段的升力系数提高2.54%.经实验验证了设计的变弯度机翼机构变弯度的精度和变弯度的范围.

摘要： 为了研究微/纳米技术在光学、精密加工和精确定位等领域的应用,提出了一种线性偏摆复合型压电微动平台,以实现线性运动和偏摆运动。对平台的组成和工作原理进行阐述,建立两种运动的数学模型,并进行运动性能仿真。根据拟定的尺寸加工出样机,对样机的运动能力和频响特性进行测试。最后,通过比例积分微分(Proportional Integral Derivative,PID)反馈实现对平台的跟踪控制。仿真和实验结果表明:该平台具有良好的运动精度和解耦性,一阶固有频率可以达到333.8 Hz,能够实现24.924μm的线性运动和1.330 mrad的角度摆动,实现了微/纳米级别的运动,在精密光学、精确定位等领域具有广阔的应用前景。

摘要： 针对传统指令整形各整形方法脉冲序列的局限性及鲁棒性问题,提出一种基于传统指令整形技术上的改进扩展控制方法,采用指令整形的扩展法对柔性臂的残余振动进行抑制,并对两种整形器的灵敏度进行了分析。以镀锌薄钢板为研究对象进行仿真实验研究,研究结果表明该方法能有效消除残余振动平均达97.97%以上,而且系统运动超调平均降低达46.81%以上;改进后的ZVD整形器灵敏度是同脉冲ZV整形器的近3倍,且系统稳定时间增加了8.4%,鲁棒性较好,并得出在5%残余振动下其能够抑制系统振动模态的频率比。

摘要： 为增大柔性微夹钳可操作物体的范围、增加操作过程中的稳定性、降低对可操作物体的损伤、消除垂直于输出位移方向的耦合位移,基于二级杠杆位移放大机构、桥式位移放大机构、位移导向机构,设计了一种单压电执行器驱动并联三钳指的柔性微夹钳。首先,描述了并联三钳指微夹钳的结构特征与工作原理;然后,根据微夹钳的柔性特征构建其输出位移放大倍率、输入刚度、固有频率的数学模型,并得出理论数值;最后,利用Ansys对其静动态特性进行仿真分析,仿真值与解析值具有较高的吻合度,验证了并联三钳指结构的可行性与所建数学模型的正确性。

摘要： 采用多目标拓扑优化方法研究了满足野战火箭炮装填系统工作要求的柔性机构材料分布。以实体各向正交材料惩罚函数为拓扑优化方法(SIMP方法),采用加权系数法定义固有频率目标函数,并应用折衷规划法定义静态刚度和动态振动频率多目标拓扑优化函数。以等效力载荷模拟空载工况,以位移载荷模拟负载工况。通过HyperWorks进行优化,得到了同时满足柔性机构空载刚度、负载柔度和低阶振动频率要求的拓扑结构。对优化后的柔性机构进行仿真分析,验证了优化结果的有效性。

摘要： 为发挥轮式机器人移动速度快和腿式机器人机动性能强的优势,提出一种可实现轮式和腿式切换的新型张拉变径步行轮。通过对两杆三索平面张拉整体结构中拉压构件的等效替换,提出了一种新型张拉整体结构。在此基础上,给出了张拉变径步行轮的基本单元结构、单元连接方法和最优轮毂数。为克服由于自由度多导致刚性差的缺点,给出了张拉变径步行轮自由度约束的方法和弹性构件等效集成方式,从而使得张拉变径步行轮装配简单、运动平稳以及可负载支撑。结合最小势能原理对张拉变径步行轮张拉单元进行运动学分析,得到了张拉变径步行轮的结构参数和展收比。通过实验,对张拉变径步行轮各项功能的可实现性进行了验证。

摘要： 针对柔性机构的稳定性要求,基于Heaviside三场映射方案和柔顺度变化率约束措施,研究了屈曲约束下无铰链多输入多输出柔性机构柔度最小化的拓扑优化问题。首先,为解决低密度单元引起的伪屈曲模态和计算效率等问题,构建了单元刚度矩阵和应力矩阵的光滑惩罚函数,提出了解决低阶伪屈曲模态问题的综合措施。其次,结合Pian混合应力单元公式、凝聚函数法、Heaviside三场映射方案和柔顺度变化率约束措施,构建了考虑屈曲的无铰链多输入多输出柔性机构拓扑优化模型。而后,推导了目标函数和屈曲约束的灵敏度,并利用MMA(Method ofMoving Asymptotes)算法进行优化求解。最后,给出的数值算例,说明了此方法的可行性和有效性。

摘要： 为研究节流高度的变化对气浮支承性能的影响,设计一种可变节流高度的气浮支承.建立气浮支承CFD模型,分析节流口直径、节流高度、均压腔深度和供气压力的变化对气浮支承静态性能的影响.研究结果表明:气浮支承的承载能力随节流口直径、节流高度、均压腔深度和供气压力增大而增大;节流高度、均压腔深度、供气压力的增大能提高气浮支承刚度,而节流口直径的增大会导致刚度的降低;气浮支承的体积流量随节流口直径、节流高度、均压腔深度和供气压力增大而增大.

摘要： 为解决传统双平行四边形柔性机构中二级运动平台欠约束问题,设计了一种波纹梁夹持型对称双平行四边形柔性机构。首先,提出了一种基于正弦曲线的波纹梁结构,并将其安装在对称双平行四边形机构的2个二级平台之间;其次,建立了机构静力学解析模型,并利用拉格朗日方程建立了动力学模型;最后,利用有限元和实验方法对其静、动力学性能进行了仿真和测试。结果表明:该机构在没有改变机构运动刚度和一阶固有频率的情况下,对二级平台进行了有效约束,从而提升了双平行四边形机构的高阶固有频率,能够有效改善传统双平行四边形机构的动力学特性和抑制振动能力。

摘要： 柔性机构兴起于20世纪80年代,已发展成为机构学的重要组成部分,在日常生活和精密生产制造等领域中得到了广泛的应用.本文结合当前柔性机构学的研究现状,介绍了柔性机构的发展历史和主要应用领域;对近年来应用广泛的几种设计和分析柔性机构学方法进行的简述及对比分析;最后,综合考虑影响柔性机构多方面因素,对柔性机构面临的问题挑战以及展望进行了阐述.

摘要： 通过平面折展机构这一新型柔性机构,设计自适应可变机翼,实现较大尺度地改变可变机翼截面几何构型(翼型弯度、攻角、厚度…),从而使大跨度飞行的飞机在不同的外部飞行环境下都具有较优的气动性能.本文研究的对象是高高空长航时无人机,针对高高空无人机机翼的气动特点,挑选合适翼型,寻优出平面折展机构在翼面上的分布位置以及折展机构自身的构型,用MATLAB寻优出最佳的柔性机构的分布位置和自身构型,最后针对设计好的可变翼型,利用ANSYS进行流固耦合分析,确定所设计的可变机翼在稳定状态下的气动性能.

摘要： 通常的柔性机构拓扑优化设计是在给定作动器布局方式下的最优构型设计。然而作为柔性机构制动元件的作动器，它的布局方式直接影响柔性机构的传力路径以及传力方式，即作动器布局对柔性机构最优构型有重要影响。而且拓扑优化往往作为实际工程的初始概念设计阶段，在这个阶段很难确定作动器的位置。由此，本文研究作动器布局与柔性机构拓扑协同优化设计的问题。借鉴拓扑描述函数的思想，在设计域内引入作动器位置描述参数，以作动器位置描述参数与机构设计域内材料密度同时作为设计变量，提出一种基于拓扑优化思想的作动器布局与柔性机构构型协同设计的优化模型以及相应的求解算法，给出的算例证明了这种设计方法与优化策略的有效性。

摘要： 针对航空航天柔性机构运动具有复杂非线性的特点,提出了一种在UG-ANASYS-ADAMS多软件平台下建立柔性机构模型并进行运动仿真的方法,对某轴对称矢量喷管机构进行了建模仿真；集成ADAMS-MATLAB,通过少量仿真试验数据训练神经网络拟和机构响应,进一步采用蒙特卡洛方法求解矢量喷管俯仰动作可靠性。该方法能够为航空航天领域同类机构的建模分析提供借鉴,神经网络和蒙特卡洛方法结合在满足精度要求的同时,大大减少了仿真计算的成本。

摘要： 针对MEMS复杂器件优化困难的问题,提出了一种柔性机构尺寸与形状优化的新方法.该方法采用遗传算法(GA)与有限元方法(FE)联合的优化策略,用MATLAB软件作为"调度员",将ANSYS与MATLAB自带的遗传算法工具箱进行有机集成,共同完成柔性机构的优化功能.最后以一种柔性微杠杆机构为例,实现了提出的优化方法,给出了优化的结果。

摘要： 刚度在柔性机构中占有重要地位,尤其能够反映出柔性机构作为真实机构的特性.本项目旨在研究基于真实物理柔性单元的柔性机构刚度设计方法,作为对现有柔性机构创新设计方法的有益补充.为此将旋量理论作为基本数学工具,以具有可视性的图谱为表达手段,在已有构型综合的研究基础上,通过建立刚度与自由度、精度之间的有效映射,将刚度综合问题转化为构型及尺度的统一综合问题;再结合弹性平均、准运动学设计等现代设计概念,探索一种适合柔性机构的近似刚度设计方法.最后,通过一种以面向纳米定位为应用背景的新型柔性机构样机的研发和性能测试,验证理论成果.本项目研究成果对丰富和完善柔性机构学理论,指导柔性机构的创新设计及工程应用具有积极意义.

摘要： 本文设计了一款用于扑翼飞行器的新型机构,并对其进行了测试.该扑翼飞行器由两条压电片作为驱动,由于压电片所能提供的位移很小,所以需要为其设计合理的放大器来满足扑翼的需求.作者设计了几款不同布局的四连杆机构,通过对比,最终选取了一款位移放大效率最高的放大器,它的放大效率为13.4,是目前所知的应用于扑翼飞行器的放大效率最高的放大器.为了更好地利用共振来获得最小的能量需求(惯性力被抵消),柔性连接用采取代四连杆机构中的刚性铰链,共振频率选取合适的话,整个放大机构可以达到最低的能量需求.经过PATRAN/NASTRAN线性静强度分析,这个柔性机构的放大效率由于变形有所降低,但可以预期的是,在特定的输入频率下,该柔性放大器的放大效率应高于刚性放大器.

摘要： 为了满足柔性机构的大变形特性，本文将无网格伽辽金法(Element-free Galerkin method，EFGM)和拓扑优化理论相结合，提出了反向器的拓扑优化设计方法，并对按设计结果加工的机构进行了性能测试。在优化过程中，利用无网格法进行反向器的结构响应分析和敏度分析，从本质上满足了柔性反向器的非线性要求。根据设计结果制造了线性和非线性两种反向器，并对其进行了性能测试，测试结果表明，基于非线性无网格法的优化方法优于基于线性的优化方法。

摘要： 提出了摩擦和柔性影响下的机构动态可靠性分析的理论和方法,给出了柔性机构动态可靠性分析的广义模型.将驱动力(矩)、摩擦和阻尼力(矩)等作为随机变量,应用蒙特卡罗方法,取得动态参数样本,再利用人工神经网络方法,根据抽取的样本对网络进行训练,统计网络输出的动态参数分布,得到机构动态可靠度.通过空间站柔性展开机构实例计算,求出了动态可靠度,减少了计算时间。

摘要： 本文采用正交试验法对UV LIGA技术制作柔性电热微夹钳过程中的前烘时间、曝光时间、后烘温度以及后烘时间四个因素进行优化研究，详细讨论了四个因素对胶模质量的影响，最终得到最优的光刻工艺参数。在此基础上，制作出高质量的微夹钳SU-8胶模并电铸出形貌完好的镍微夹钳，提高了工艺的稳定性和成品率，其中每个硅片上胶模的成品率达到了50%。并对试验过程中SU-8胶的表面不平度、胶模内应力以及胶模与基底结合力进行了分析与讨论。试验证明，在前烘和后烘之后分别安排一个放置松弛环节能够明显降低胶模内应力，同时也对提高V形梁处光刻胶与基底的结合力有很大帮助。

摘要： 本文采用正交试验法对UV LIGA技术制作柔性电热微夹钳过程中的前烘时间、曝光时间、后烘温度以及后烘时间四个因素进行优化研究，详细讨论了四个因素对胶模质量的影响，最终得到最优的光刻工艺参数。在此基础上，制作出高质量的微夹钳SU-8胶模并电铸出形貌完好的镍微夹钳，提高了工艺的稳定性和成品率，其中每个硅片上胶模的成品率达到了50%。并对试验过程中SU-8胶的表面不平度、胶模内应力以及胶模与基底结合力进行了分析与讨论。试验证明，在前烘和后烘之后分别安排一个放置松弛环节能够明显降低胶模内应力，同时也对提高V形梁处光刻胶与基底的结合力有很大帮助。

摘要： 本发明提供一种柔性驱动机构，包括驱动单元、力放大单元、控制单元和储能单元。驱动单元通过镶嵌有单向轴承的力放大单元放大输出力作用于储能单元。驱动单元通过不断往复运动将能量输入储能单元中，当储能单元中的弹性能达到所需的要求时，通过通信单元遥控控制单元将储能单元中储存的弹性能一次性释放出来，以实现步行、爬行、滚动、跳跃、突进多种功能以及功能之间的相互切换。本发明采用智能软材料作为驱动器，其机电转换效率高，能量密度大，噪音低。并且大部分的结构都可以使用柔性材料进行替代，抗破坏能力强；同时柔性驱动机构通过与不同外壳的组合可以同时实现步行、爬行、滚动、跳跃、突进多种功能，可以应用于机器人，玩具，能量收集等多方面。

摘要： 本发明涉及一种柔性执行机构用链节、链式结构及三维柔性执行机构。所述链节包括相连接的头部和尾部，所述头部包括端头和颈部，所述端头为球头，所述颈部与所述端头相连接，所述颈部的直径小于所述球头的直径；所述尾部设有球头长孔，该长孔的底部内表面为球形，所述球头长孔的孔口部收缩，所述孔口部的直径小于所述球形的直径；所述尾部的球头长孔尺寸适于容纳与所述头部的端头相同尺寸的球头，并且使得所述容纳的球头能够在所述长孔内移动和转动；所述链节的端面设有通孔，所述通孔至少设有三个，所述通孔沿周向间隔布置。本发明能够提供三维空间均可转动和弯曲的柔性执行结构，能够满足康复治疗等领域的技术需求。

摘要： 本申请提供一种电子装置，包括壳体、设置于所述壳体上的柔性屏，以及柔性屏防尘机构，所述壳体包括第一框体、第二框体及连接于所述第一框体与所述第二框体之间的铰链，所述柔性屏防尘机构用于防止灰尘进入电子装置的柔性屏与支撑所述柔性屏的支撑片之间，所述柔性屏包括可折弯区域，所述柔性屏在可折弯区域的外侧与所述支撑片在可折弯区域的相应外侧之间设有弹性胶，所述弹性胶密封所述支撑片与所述柔性屏之间的缝隙。本申请还提供一种所述电子装置的柔性屏防尘机构，以及所述柔性屏防尘机构的制作方法。

摘要： 本发明涉及一种柔性执行机构用链节、链式结构及三维柔性执行机构。所述链节包括相连接的头部和尾部，所述头部包括端头和颈部，所述端头为球头，所述颈部与所述端头相连接，所述颈部的直径小于所述球头的直径；所述尾部设有球头长孔，该长孔的底部内表面为球形，所述球头长孔的孔口部收缩，所述孔口部的直径小于所述球形的直径；所述尾部的球头长孔尺寸适于容纳与所述头部的端头相同尺寸的球头，并且使得所述容纳的球头能够在所述长孔内移动和转动；所述链节的端面设有通孔，所述通孔至少设有三个，所述通孔沿周向间隔布置。本发明能够提供三维空间均可转动和弯曲的柔性执行结构，能够满足康复治疗等领域的技术需求。

摘要： 本发明涉及一种柔性上料机构，该包括固定座、设置在固定座上的第二驱动机构、用以夹取待夹部件的夹持装置，所述第二驱动机构通过摆轴与夹持装置相连接，并用以驱动摆轴相对固定座水平转动。与现有技术相比，本发明的优点在于：柔性上料机构结构简单、占用空间小，适于安装在大型自动化设备上，同时通过控制第二驱动机构的转动角度，能够更好地根据供料装置的供料方向与转盘上对应工位之间的夹角，自动调整抓取角度，增加了抓取待夹取部件的准确性。本发明还涉及一种用于上述柔性上料机构的上料方法。

摘要： 本申请公开了一种柔性插拔机构的插头和柔性插拔机构，其中柔性插拔机构的插头包括插头本体和插头悬浮调节模组；插头悬浮调节模组包括插头安装板和弹性件安装板；插头安装板与插头本体连接；弹性件安装板与插头安装板之间通过弹性件连接，以使得所述插头安装板可多个自由度浮动。根据本申请实施例的技术方案，通过在插头本体上连接插头悬浮调节模组，使得插头本体能够随着插头悬浮调节模组中的插头安装板一起相对于弹性件安装板在一定范围内运动，以对准与之相匹配的母头位置。

摘要： 本发明属于柔性导向机构技术领域，公开了一种柔性导向件，该柔性导向件抗弯刚度大，结构稳定可靠，具有良好的缓冲和导向功能。此外，由于多个第一端头和多个第二端头均绕螺旋中心轴线周向均布，因此也使得多个螺旋体受力更加均衡，有效防止柔性导向件受力不均发生偏心振动等问题；本发明还提供了一种柔性导向机构，该柔性导向机构能够通过调节套和调节环的设置，方便灵活的对柔性导向件中螺旋体的有效受力圈数进行调整，由此实现对柔性导向件的刚度调节，满足不同缓冲和导向工况下的使用需求。

摘要： 本实用新型提供一种柔性驱动机构，包括驱动单元、力放大单元、控制单元和储能单元。驱动单元通过镶嵌有单向轴承的力放大单元放大输出力作用于储能单元。驱动单元通过不断往复运动将能量输入储能单元中，当储能单元中的弹性能达到所需的要求时，通过通信单元遥控控制单元将储能单元中储存的弹性能一次性释放出来，以实现步行、爬行、滚动、跳跃、突进多种功能以及功能之间的相互切换。本实用新型采用智能软材料作为驱动器，其机电转换效率高，能量密度大，噪音低。并且大部分的结构都可以使用柔性材料进行替代，抗破坏能力强；同时柔性驱动机构通过与不同外壳的组合可以同时实现步行、爬行、滚动、跳跃、突进多种功能，可以应用于机器人，玩具，能量收集等多方面。

摘要： 本实用新型涉及管路夹具相关技术领域，其目的是提供一种柔性夹持机构及具有该机构的柔性夹持装置，这种柔性夹持机构和装置能对管路组件施加柔性下压力、使管路组件满足插入深度要求、不影响焊接位置、确保产品质量。该柔性夹持机构包括：本体；导向组件，沿竖直方向设置在本体上；夹持组件，滑动设置在导向组件上；柔性调节组件，设置在本体和夹持组件之间。本实用新型解决了现有技术中通过刚性压力下压管路组件，容易无法满足插入深度要求、导致焊接位置下移、影响产品质量的问题。

摘要： 本申请公开了一种柔性插拔机构的插头和柔性插拔机构，其中柔性插拔机构的插头包括插头本体和插头悬浮调节模组；插头悬浮调节模组包括插头安装板和弹性件安装板；插头安装板与插头本体连接；弹性件安装板与插头安装板之间通过弹性件连接，以使得所述插头安装板可多个自由度浮动。根据本申请实施例的技术方案，通过在插头本体上连接插头悬浮调节模组，使得插头本体能够随着插头悬浮调节模组中的插头安装板一起相对于弹性件安装板在一定范围内运动，以对准与之相匹配的母头位置。