基于柔性铰链杠杆放大机构的二维微位移平台设计 被引量：1

1

作者 刘涛 张心明 《机械工程师》 2014年第12期165-168,共4页

针对传统机械式的微位移机构无法满足高精度的定位要求,而柔性铰链本身驱动又存在驱动位移小的问题,设计了基于柔性铰链的杠杆放大机构。利用有限元分析软件A N SY S W orkbench12对微位移机构进行静力学和动力学模态分析,通过理论计算... 针对传统机械式的微位移机构无法满足高精度的定位要求,而柔性铰链本身驱动又存在驱动位移小的问题,设计了基于柔性铰链的杠杆放大机构。利用有限元分析软件A N SY S W orkbench12对微位移机构进行静力学和动力学模态分析,通过理论计算和仿真结果对比,微位移机构的尺寸可以满足设计要求。 展开更多

关键词 柔性铰链 杠杆放大机构 压电陶瓷 有限元分析

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基于传递矩阵法的柔性杠杆放大机构刚度分析 被引量：5

2

作者 郑洋洋 宫金良 张彦斐 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期849-856,共8页

刚度是影响柔性微动机构动态性能和定位精度的重要指标。将工程中的传递矩阵概念引入到刚度分析中,首先根据结构特点将柔性微动机构模块化并将各子单元视为柔性体,全面考虑其轴向、剪切和弯曲等变形,求解各子单元柔性体的传递矩阵,然后... 刚度是影响柔性微动机构动态性能和定位精度的重要指标。将工程中的传递矩阵概念引入到刚度分析中,首先根据结构特点将柔性微动机构模块化并将各子单元视为柔性体,全面考虑其轴向、剪切和弯曲等变形,求解各子单元柔性体的传递矩阵,然后通过传递矩阵将各子单元组合,最后根据力平衡建立柔性微动机构输入力和输出位移之间的关系模型。研究结果表明,传递矩阵法由于考虑了各单元的多维度真实变形,因此保证了结果的高精度。同时分析过程不需要求解刚柔单元变形协调方程,而且避免了微动机构全局坐标系的转换,减少了分析计算量。最后应用该方法建立了一种柔性杠杆放大微动机构的刚度模型,与有限元分析结果的对比误差小于6.4%,有效提高了分析精度,为参数设计提供了重要理论依据。 展开更多

关键词 柔性微动机构 传递矩阵 柔性杠杆放大机构 刚度 有限元

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基于杠杆放大机构的光纤光栅中高频地震检波器 被引量：1

3

作者 王璐 李辉栋 乔学光 《光电子．激光》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期561-569,共9页

为解决在中高频地震信号勘探检测中,检波器存在的高固有频率与低灵敏度的矛盾,提出了一种基于杠杆放大机构的光纤光栅中高频地震检波器。在惯性质量块的一端链接杠杆放大机构,光纤光栅以两点式封装法竖直固定在杠杆的放大端与基底之上... 为解决在中高频地震信号勘探检测中,检波器存在的高固有频率与低灵敏度的矛盾,提出了一种基于杠杆放大机构的光纤光栅中高频地震检波器。在惯性质量块的一端链接杠杆放大机构,光纤光栅以两点式封装法竖直固定在杠杆的放大端与基底之上。杠杆放大机构可以在检波器的输出端产生机械放大,增加光纤光栅的轴向应变,增大对地层中微弱中高频信号的响应,从而提高检波器的灵敏度。同时检波器的机械结构使用一体化加工工艺,可提高机械结构的刚度与稳定性。实验测试表明,该检波器的固有频率为526 Hz,在20—260 Hz的频率范围内,灵敏度为119.1084 pm/g,同时具有良好的横向抗干扰性能。这为中高频段载震检波器的研究提供了一定的技术思路和方向。 展开更多

关键词 地震检波器 光纤布拉格光栅(FBG) 杠杆放大机构 高频高灵敏

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基于轴承式杠杆机构的光纤光栅高频地震检波器设计

4

作者 王璐 李辉栋 乔学光 《光通信技术》 北大核心 2024年第2期78-83,共6页

针对目前高频段信号波的研究相对薄弱的问题,设计了一种基于轴承式杠杆机构的光纤光栅高频地震检波器。该检波器以杠杆机构和其中的轴承支点为创新点,使用仿真软件对检波器模型进行了静态结构分析、模态分析和谐波响应分析。仿真结果表... 针对目前高频段信号波的研究相对薄弱的问题,设计了一种基于轴承式杠杆机构的光纤光栅高频地震检波器。该检波器以杠杆机构和其中的轴承支点为创新点,使用仿真软件对检波器模型进行了静态结构分析、模态分析和谐波响应分析。仿真结果表明:该地震检波器的仿真灵敏度为64.588 pm/g,仿真固有频率为1638.5 Hz;调整杠杆放大机构动力臂与阻力臂长度比例和摆线铰链的切割半径,得到检波器的仿真固有频率为1204.4 Hz,仿真灵敏度为75.56 pm/g。 展开更多

关键词 杠杆放大机构 轴承 有限元仿真 摆线铰链 光纤光栅 地震检波器

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基于放大机构的压电叠堆泵设计分析及试验

5

作者 陈凤 赵凯 +3 位作者 纪晶 胡笑奇 杨晓斌 胡彩旗 《排灌机械工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第8期764-770,共7页

为了克服压电叠堆输出位移较小、对泵振子泵送能力弱的缺点,综合杠杆铰链与三角形铰链结构性能优点,提出基于放大机构的压电叠堆泵,分别开展理论放大倍数分析、ANSYS仿真分析、流固耦合分析及泵送性能试验测定研究.结果表明,压电叠堆泵... 为了克服压电叠堆输出位移较小、对泵振子泵送能力弱的缺点,综合杠杆铰链与三角形铰链结构性能优点,提出基于放大机构的压电叠堆泵,分别开展理论放大倍数分析、ANSYS仿真分析、流固耦合分析及泵送性能试验测定研究.结果表明,压电叠堆泵仿真放大倍数约为20.3时,与理论计算值相对误差为11.7%;ANSYS仿真分析表明,泵振子的二阶频率对应的弯振为最佳振型,该振型对应的工作频率为1356.30 Hz,在该工作频率下对压电叠堆泵进行流固耦合分析,得出泵送流量为41.78 mL/min.在上述研究分析的基础上试制压电叠堆泵样机并进行泵送性能试验,发现在驱动电压50 V下,测得泵送流量为32.50 mL/min,仿真流量与试验流量相对误差为28.5%,进而分析了误差产生的原因,最大泵送压差值为13.7 mm.试验结果具有良好的稳定性,验证了仿真数据结果的可靠性,可为压电泵新型放大机构和压电叠堆驱动方式的进一步研究提供可靠参考. 展开更多

关键词 压电叠堆 杠杆三角放大机构 流固耦合 有限元分析 泵送性能试验

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放大步幅的精密二维进给机构研究

6

作者 邹伟 戴惠良 钟建安 《上海工程技术大学学报》 CAS 2008年第3期218-221,共4页

放大步幅的二维进给机构是通过利用杠杆放大原理和双层嵌套式结构,设计柔性铰链结构加大2个方向压电陶瓷的行程范围、扩大进给的步幅,同时更好地减小响应时间。要达到这种要求需要合理地选择放大杠杆,对整体结构进行优化设计。

关键词 压电陶瓷 二维进给 杠杆放大机构 柔性铰链

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压电陶瓷驱动的长行程快刀伺服机构设计 被引量：16

7

作者 闫鹏 李金银 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期390-397,共8页

压电陶瓷驱动的快刀伺服技术是加工光学自由曲面等复杂曲面的有效方法。为了突破压电陶瓷驱动快刀伺服机构的行程局限,本文采用二级杠杆放大机构,设计了一种压电陶瓷驱动的长行程快刀伺服机构,实现了快刀伺服机构的长行程输出性能并消... 压电陶瓷驱动的快刀伺服技术是加工光学自由曲面等复杂曲面的有效方法。为了突破压电陶瓷驱动快刀伺服机构的行程局限,本文采用二级杠杆放大机构,设计了一种压电陶瓷驱动的长行程快刀伺服机构,实现了快刀伺服机构的长行程输出性能并消除了机构的寄生位移。基于伪刚体模型和拉格朗日原理对机构进行了动力学建模,综合行程和固有频率性能优化了机构参数并进行了有限元仿真和实验验证。机构等效刚度和固有频率的理论模型和有限元仿真结果误差分别为6.4%和1.6%,验证了理论模型的有效性。实验结果进一步表明,所设计的快刀伺服机构可实现100μm的输出行程同时具有730 Hz的固有频率,验证了所设计机构用于快刀伺服加工的有效性。系统的闭环跟踪实验也验证了系统良好的跟踪性能。 展开更多

关键词 快刀伺服 长行程 光学自由曲面加工 杠杆放大机构 寄生位移

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精密尺蠖压电进给装置步幅扩大机构的研究

8

作者 于永坤 戴惠良 楚万秀 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2008年第1期29-32,共4页

压电陶瓷精密尺蠖微进给装置杠杆放大机构,是通过增大进给步幅来提高装置的速度性能。微尺蠖压电陶瓷进给装置的行走速度由行走的步幅和控制频率决定,理想状态是装置的行走步幅和控制频率同时达到最大。但这种状态是不可能达到的,应存... 压电陶瓷精密尺蠖微进给装置杠杆放大机构,是通过增大进给步幅来提高装置的速度性能。微尺蠖压电陶瓷进给装置的行走速度由行走的步幅和控制频率决定,理想状态是装置的行走步幅和控制频率同时达到最大。但这种状态是不可能达到的,应存在步幅和最大频率的协调。当利用杠杆增加装置的步幅时,会影响柔性铰链框架的弹性并影响装置的响应速度。因此,要对放大杠杆进行合理的设计,对杠杆放大比进行优化。 展开更多

关键词 压电陶瓷 尺蠖微进给 杠杆放大机构 放大比

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精密尺蠖压电进给装置步幅扩大机构的研究

9

作者 于永坤 戴惠良 楚万秀 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第2期19-21,共3页

压电陶瓷精密尺蠖微进给装置杠杆放大机构,是通过增大进给步幅来提高装置的速度性能。微尺蠖压电陶瓷进给装置的行走速度由行走的步幅和控制频率决定,理想状态是装置的行走步幅和控制频率同时达到最大。但这种状态是不可能达到的,应存... 压电陶瓷精密尺蠖微进给装置杠杆放大机构,是通过增大进给步幅来提高装置的速度性能。微尺蠖压电陶瓷进给装置的行走速度由行走的步幅和控制频率决定,理想状态是装置的行走步幅和控制频率同时达到最大。但这种状态是不可能达到的,应存在步幅和最大频率的协调。当利用杠杆增加装置的步幅时,会影响柔性铰链框架的弹性并影响装置的响应速度。因此,要对放大杠杆进行合理的设计,对杠杆放大比进行优化。 展开更多

关键词 压电陶瓷 尺蠖微进给 杠杆放大机构 放大比

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基于多稳态柔性机构跨尺度微夹钳研究

10

作者 关苗 《价值工程》 2022年第7期97-101,共5页

为了解决传统微夹钳在夹持时存在精度较低、行程较小、不能跨尺度(um-mm)夹持物体的问题,提出了一种基于多稳态柔性机构跨尺度微夹钳结构。将多稳态结构与传统放大机构相结合,微夹钳左侧采用杠杆机构和平行四边形机构,右侧采用三个不同... 为了解决传统微夹钳在夹持时存在精度较低、行程较小、不能跨尺度(um-mm)夹持物体的问题,提出了一种基于多稳态柔性机构跨尺度微夹钳结构。将多稳态结构与传统放大机构相结合,微夹钳左侧采用杠杆机构和平行四边形机构,右侧采用三个不同双稳态串联实现八稳态,最后由平行四边形机构保证微夹钳末端输出为单纯平行移动。首先,介绍微夹钳总体结构设计;接着,利用理论计算推导出了放大机构的位移放大比和多稳态特性;最后,运用有限元方法对模型进行分析,证实了微夹钳的性能及其安全性。该微夹钳有效夹持的位移范围大、放大倍率高、结构紧凑、能实现μm-mm的跨尺度平行夹持。 展开更多

关键词 微夹钳 柔顺多稳态机构 杠杆放大机构 跨尺度 有限元分析

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新型三自由度微操作平台的动力学性能研究 被引量：3

11

作者 李杨民 李祥春 +1 位作者 徐洪业 丁冰晓 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第12期255-258,共4页

提出了一种新型三自由度柔性并联微操作平台,该平台采用压电陶瓷驱动器为驱动装置,以新型二级杠杆放大机构作为放大器来扩大压电陶瓷驱动器的输出行程,在功能上可以实现X轴、Y轴以及Z轴方向的微米范围内移动。首先通过拉格朗日方程建立... 提出了一种新型三自由度柔性并联微操作平台,该平台采用压电陶瓷驱动器为驱动装置,以新型二级杠杆放大机构作为放大器来扩大压电陶瓷驱动器的输出行程,在功能上可以实现X轴、Y轴以及Z轴方向的微米范围内移动。首先通过拉格朗日方程建立了该三自由度柔性并联微操作平台的动力学模型,然后计算了该机构的理论固有频率,最后采用有限元软件对该微操作平台进行了模态分析。结果表明该机构的理论固有频率与有限元仿真分析中的第一阶模态结果相比其误差率仅为2.54%,验证了固有频率理论分析的正确性及可行性。 展开更多

关键词 3-PRC 二级杠杆放大机构 微操作平台 动力学 固有频率 模态分析

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新型3-PRC柔性并联微操作平台的研究 被引量：6

12

作者 李祥春 李杨民 +1 位作者 丁冰晓 徐洪业 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第5期709-714,共6页

采用压电陶瓷作为驱动器设计了一种带有二级杠杆放大机构的3-PRC柔性并联微操作平台,该平台能实现空间三自由度的微小平移运动,放大机构的理论与有限元仿真分析放大倍数分别为8.772和8.245。首先采用矢量法建立了该机构的运动学模型,得... 采用压电陶瓷作为驱动器设计了一种带有二级杠杆放大机构的3-PRC柔性并联微操作平台,该平台能实现空间三自由度的微小平移运动,放大机构的理论与有限元仿真分析放大倍数分别为8.772和8.245。首先采用矢量法建立了该机构的运动学模型,得到了其运动学正、逆解和雅克比矩阵。然后利用MATLAB软件分析并绘制了平台的工作空间,最后对机构的解耦性进行了理论分析并利用有限元软件进行了验证。结果表明该机构的耦合性误差小,可以实现空间三自由度微纳米级别的运动,具有较大的运动空间和良好的运动解耦性。 展开更多

关键词 并联微操作平台 二级杠杆放大机构 运动学 工作空间 解耦性 MATLAB

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