双轴椭圆切口型柔性球铰柔度建模及分析

姜玉涛; 张银

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双轴椭圆切口型柔性球铰柔度建模及分析

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柔性铰链现在已经被大量应用于具有高精度需求的工程项目中。传统的柔性铰链,例如片簧型与切口型铰链,由于其只有一个自由度,在使用时受到了很大的限制。为了满足更复杂的应用需求,对多自由度柔性铰链特别是球铰柔性铰链的研究非常迫切。提出了一种新型的具有两个自由度的双轴椭圆切口柔性球铰结构,并基于单轴椭圆柔性铰链模型及坐标变换方法建立了柔性铰链的6自由度柔度模型。首先,基于材料力学中受力变形公式,推导了单轴椭圆柔性铰链的6自由度柔度模型。然后,根据坐标变换公式,推导了旋转轴为正交布置的双轴椭圆柔性铰链6自由度柔度模型。接下来利用有限元分析方法对该柔度模型的正确性进行了验证。仿真结果表明:有限元仿真结果与理论结果之间误差小于11%。同时,也给出了铰链的精度模型与最大应力模型,并通过有限元仿真验证了最大应力模型的准确性。最后,还设计了实验,验证铰链柔度模型的准确性。该模型有助于双轴柔性铰链结构参数的进一步优化设计。

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来源
《自动化与仪器仪表》 |2022年第2期|33-42|共10页
作者
姜玉涛; 张银;
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作者单位

哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所;

哈尔滨150001;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类计算机的应用;
关键词
椭圆切口; 柔性铰链; 柔度模型; 有限元仿真;

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