基于类V型柔性铰链的微位移放大机构
Micro-displacement amplifier based on quasi-V-shaped flexure hinge作者机构：华南理工大学 广东省精密装备与制造技术重点实验室广东 广州510641
出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)
年 卷 期：2017年第25卷第4期
页 面：999-1008页
核心收录：
学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化]
基 金：国家自然科学基金资助项目(U1501247,51605166,U1609206) 广东省自然科学基金资助项目(S2013030013355)
主 题：位移放大机构 类V型柔性铰链 直圆型柔性铰链 寄生运动 固有频率
摘 要：采用新型高精度类V型柔性铰链设计了柔性微位移放大机构,以减小该类机构的寄生运动并提高其动力学性能.对类V型柔性铰链与最常见的高精度直圆型柔性铰链的性能进行了比较;在考虑柔性铰链转动中心偏移量的基础上,基于弹性力学和材料力学理论推导了基于类V型柔性铰链和基于直圆型柔性铰链的两类二级杠杆式微位移放大机构的放大比.采用ANSYS软件,建立了放大机构的有限元模型,验证了位移放大比的理论推导,并对上述两类放大机构的位移放大比、寄生运动和固有频率进行了仿真和比较.有限元分析结果显示:基于类V型柔性铰链的放大机构有着更小的寄生运动和更高的固有频率,且前2阶固有频率分别是基于直圆型柔性铰链放大机构的1.68倍和1.41倍.最后,采用微视觉测量系统测量了两类放大机构的位移放大比和寄生运动.结果表明:基于类V型和直圆型柔性铰链放大机构的放大比和相对寄生运动比分别为4.387、4.529和0.314 7、0.334 2,显示类V型柔性铰链用于微位移放大机构可有效减小寄生运动并提高动力学性能.