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Enabling the transfer matrix method to model serial-parallel compliant mechanisms including curved flexure beams

International Journal of Mechanical System Dynamics 2024年第1期4卷 48-62页

作者： Mingxiang Ling Lei Yuan Tingjun Zeng Xianmin Zhang Robotics and Microsystems Center Soochow UniversitySoochowChina Guangdong Key Laboratory of Precision Equipment and Manufacturing Technology School of Mechanical and Automotive EngineeringSouth China University of TechnologyGuangzhouChina

Compliant mechanisms with curved flexure hinges/beams have potential advantages of small spaces,low stress levels,and flexible design parameters,which have attracted considerable attention in precision engineering,metamaterials,robotics,and so ***,serial-parallel configurations with curved flexure hinges/beams often lead to a complicated parametric ***,the transfer matrix method is enabled for analysis of both the kinetostatics and dynamics of general serial-parallel compliant mechanisms without deriving laborious formulas or combining other modeling ***,serial-parallel compliant mechanisms with curved flexure hinges/beams can be modeled in a straightforward manner based on a single transfer matrix of Timoshenko straight beams using a step-by-step *** and numerical validations on two customized XY nanopositioners comprised of straight and corrugated flexure units confirm the concise modeling process and high prediction accuracy of the presented *** conclusion,the present study provides an enhanced transfer matrix modeling approach to streamline the kinetostatic and dynamic analyses of general serial-parallel compliant mechanisms and beam structures,including curved flexure hinges and irregular-shaped rigid bodies.

关键词： compliant mechanisms curved flexure beams transfer matrix method nanopositioner rigid-body dynamics

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