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D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2013.05.019 第35卷第5期 北京科技大学学报 Vol.35 No.5 2013年5月 Journal of University of Science and Technology Beijing May 2013 六杆柔顺机构的伪刚体模型 邱丽芳1)四，霍明磊12)，李威) 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)一重大连设计研究院，大连116600 ☒通信作者，E-mail:qlf@ustb.edu.cn 摘要设计了一种六杆柔顺机构，建立了该机构的伪刚体模型，伪刚体模型显示该机构由两个柔顺滑块机构串联而成。 根据伪刚体模型对该六杆柔顺机构进行了变形分析，推导出六杆柔顺机构伪刚体模型的力·位移关系的一般理论计算 公式，进而得到该机构实例的分析结果.用ANSYS软件对该设计实例进行了力~位移关系的有限元仿真分析，同时加 工制造出该设计实例的实物模型并进行了实验测量.对理论计算结果、仿真分析结果和实际测量结果进行了比较，三种 方法所得结果基本一致，表明了理论公式的推导与分析是正确的，仿真建模分析也是正确的，并且该实例的设计是可行 的，达到了设计目的 关键词柔顺机构；伪刚体模型：变形：测试；有限元法 分类号TH122 Pseudo-rigid-body model of a six-bar full-compliant mechanism QIUL-fang)区，HU0Ming-leil.2),LI Wei) 1)School of Mechanical Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China 2)Dalian Design Research Institute of CFHI,Dalian 116600,China Corresponding author,E-mail:qlf@ustb.edu.cn ABSTRACT A six-bar full-compliant mechanism was designed,and its pseudo-rigid-body model was established, which shows that it is composed of two compliant slide mechanisms.Deformation analysis of the full-compliant mechanism was performed according to the pseudo-rigid-body model,and a theoretical formula of force and displacement was deduced for the pseudo-rigid-body model.An example was presented to embody the full-compliant mechanism,and its relationship of force and displacement was numerically analyzed using ANSYS software.Meantime,a physical model of this example was manufactured for experimental measurement.By comparing the results of theoretical calculation, simulation analysis and actual measurement,it can be concluded that the results of the three methods are basically the same,indicating that the theoretical derivation and analysis of the formula is correct,the simulation analysis is precise, and the design of the example is feasible to achieve the design goal. KEY WORDS compliant mechanisms;pseudo-rigid-body models;deformation;testing;finite element method 柔顺机构具有灵敏度高、加工简单方便、无摩的纯柔性移动副的研究为数甚少5-6)，目前对柔性 擦磨损、造价低等优点，广泛应用于精密定位和微铰链的研究多集中在柔性铰链的形状、刚度、组合 机电系统(micro electro mechanical systems,MEMS)形式等方面r-1,而对柔顺滑块机构的研究大都 等领域1-2习.柔顺滑块机构是柔性机构的一种类 集中在四杆柔顺机构上2-13)，对五杆(14和六杆 型②，由于移动副的特殊构造，一般是用柔性平面 柔顺机构的研究则比较缺乏. 平行四边形机构来代替平面柔性移动副)，也可采 根据特殊用途需要，基于柔顺滑块机构，本文 用双平行四边形平行导向机构等.完全意义上 设计了一种六杆柔顺机构，它可认为是由两个柔顺 收稿日期：2011-12-28 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51275034)第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 乙 六杆柔顺机构 的伪刚体模型 邱丽芳 困霍明磊李 威 北京科技大学机械工程学院北京 一重大连设计研究院大连 困 通信作者 一 但 摘 要 设计 了一种六杆柔顺机构建立了该机构的伪刚体模型伪刚体模型显示该机构由两个柔顺滑块机构串联而成 根据伪刚体模型对该六杆柔顺机构进行了变形分析推导出六杆柔顺机构伪刚体模型的力 一位移关系的一般理论计算 公式进而得到该机构实例的分析结果 用 软件对该设计实例进行了力 一位移关系的有限元仿真分析同时加 工制造出该设计实例的实物模型并进行了实验测量 对理论计算结果、仿真分析结果和实际测量结果进行了比较三种 方法所得结果基本一致表明了理论公式的推导与分析是正确的仿真建模分析也是正确的并且该实例的设计是可行 的达到 了设计 目的 关键词 柔顺机构 伪刚体模型 变形 测试 有限元法 分类号 咒 一 一 一 一 乙一 。。‘困万 涵 。一 去 城 ‘ 盯 困 一 胆 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 柔顺机构具有灵敏度高 、加工简单方便 、无摩 擦磨损 、造价低等优点广泛应用于精密定位和微 机电系统 等领域 卜 柔顺滑块机构是柔性机构 的一种类 型 由于移动副的特殊构造 一般是用柔性平面 平行 四边形机构来代替平面柔性移动副 也可采 用双平行 四边形平行导 向机构 等 完全意义上 的纯柔性移动副的研究为数甚少 “一“目前对柔性 铰链的研究多集 中在柔性铰链的形状 、刚度 、组合 形式等方面 一‘而对柔顺滑块机构的研究大都 集中在 四杆柔顺机构上 “一‘ 对五杆 和六杆 柔顺机构的研究则 比较缺乏 根据特殊用途需要 基于柔顺滑块机构 本文 设计了一种六杆柔顺机构它可认为是由两个柔顺 收稿 日期 一 一 基金项 目 国家 自然科学基金资助项 目 的 DOI :10．13374／j．issn1001－053x．2013．05．019