684 北京科技大学学报 第35卷 最大移动距离为56mm.因此初步选定设计参数： (02-02o）+(T3-T2-fs4·T3·sin03+ 杆2、杆3、杆5长度分别为r2=10mm、r3=10 mm、r5=12mm,杆宽度均为h=1.5mm,设计 fs6·T3cos3)(03-030)+ 02初始角度为60°，05初始角度为30° (T4+T5+fs6·T5·cos05)·(05-050)=0.(3) 表1ABS塑料基本性能参数 因柔性铰链为初始弯曲的短臂铰链，故T:= Table 1 Basic performance parameters of ABS plastic 弹性模量， 密度， 泊松比， 屈服极限， -K60t,K=K号1=6：/12，各柔性 E/GPa p/(g.cm-3) os/MPa 铰链的长度l:根据表2求出.δ1=δ2，δ吻= 2.2 1.021.06 0.4 490 δ02-803,8g=603,84=δ05，δs5=695:y、K日 为常数且Y=0.797,Ke=2.52. T1=-yKe(02-020i 五=k6-a)-8-如 图3六杆柔顺机构加工实物照片 Ta=-7Ke7s 03-030: Fig.3 Example of the six-bar full-compliant mechanism T4=-K6 EL(06-8s0片 EI 五=-ke258s-6a以. 由s4=f6=0,式(3)可简化为： 图4柔性铰链形状示意图 {snw所-k低- Fig.4 Sketch map of flexible hinges 表2各柔性铰链尺寸列表 7ko-a如-a-ol-6-a+ Table 2 List of flexible hinge dimensions 柔性铰链 R1/mm R2/mm 0/rad 柔性铰链1 3.0 4.0 元/3 柔性铰链2 3.0 4.0 2π/3 -%-4a+{ka- 柔性铰链3 3.0 4.0 元/3 柔性铰链4 3.0 4.0 π/3 柔性铰链5 0.5 1.5 x/6 )-7ka-}-低-w=0国 由该设计实例的几何关系可得 3 六杆柔顺机构设计实例分析 020=2π-030,02=2r-03, 3.1 理论分析 对设计的六杆柔顺机构进行力变形分析，假设 05=cos-1 Ts cos050-ArI 只有柔性铰链2受到垂直于其上表面的集中载荷 T5 F,作用点如图1所示，则 △r1=2r2·(cos02-cos02o). X2=X3=X5=Y3=Y=M2=M=M5=0. 代入式(4)即可得到载荷F发生变化时，杆2 a3=a5=b2=b3=b5=0, 的转角2，以及各滑块的位移.也可以通过杆2的 转角2的变化得到机构所受到的载荷F,以及各 e1=0,a2=T2,Y2=F,T2=T3. 个滑块的位移.利用MATLAB计算，即得到输入 将以上各式代入式(2)中，可得 力不同时的△2以及滑块6的位移，理论计算结果 (Y2r2cos02+Ti+T2-fs4r2sin02+fs6r2cos02). 见表3.· · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 卷 最大移动距离为 因此初步选定设计参数 杆 、杆 、杆 长度分别为 · 、 二 ‚杆宽度均为 ‚设计 初始角度为 ‚ 初始角度为 表 塑料基本性能参数 一夕。 一 一 · · 夕 · · · 一 几 几 · · · 一 因柔性铰链为初始弯 曲的短臂铰链 ‚ 弹性模量 密度 泊松 比 户 · 一 屈服极限 ‚。 一凡 劝‚‚凡 铰链的长度 一傅 。万 ’ · 故 双 各柔性 、根据表 求 出 劝 二 、 ‚ 滩 一 ‚ 为常数且 劝 ‚ 劝 ‚ 劝 守 · ‚兀。 ‚ 劝 守、 。 图 六杆柔顺机构加工实物照片 一 一 图 柔性铰链形状示意 图 · 表 各柔性铰链尺寸列表 柔性铰链 柔性铰链 柔性铰链 柔性铰链 柔性铰链 柔性铰链 二一 ·影人一内。‚ 二一 ·影“一“ 。卜“一“ 。‚ “ 二一、髻‘一。‚ 、一 影‘氏一先。‚ 二一 ·影先一先。‚· 由 ‚式 可简化为 、一 “一·等‘“一“ 。‚ 、影。 ”一“ 。卜“一“ 。 ·”一“ 。卜 干一 影‘ 。一。、、黔‘ 。一、卜 “一“ 。 ·“一“ 。卜一、影“ “ 。卜、警“一“ 。 ·“一“ 。卜· ‘ 兀 了匕八 匕﹄ … ︸ ︸ … 口︷ 由该设计实例 的几何关系可得 六杆柔顺机构设计实例分析 理论分析 对设计的六杆柔顺机构进行力变形分析 ‚假设 只有柔性铰链 受到垂直于其上表面的集 中载荷 ‚作用点如 图 所示 ‚则 兀一夕 ‚ 兀一夕‚ 一 · 一 △ 瓜 凡 二兀 二 一几几 肠 城 乙 乙 乙 ‚ ‚ 勺‚姚 只 二 将 以上各式代入式 中‚可得 巧 · · 乃 一 · · · · · △ · 一 。 代入式 即可得到载荷 发生变化时‚杆 的转角 ‚以及各滑块 的位移 也可以通过杆 的 转角 的变化得到机构所受到的载荷 ‚以及各 个滑块 的位移 利用 计算 ‚即得到输入 力不 同时的 △ 以及滑块 的位移 ‚理论计算结果 见表