大行程转动柔性铰链性能测试及实验

针对大行程柔性铰链铰链运动范围较大,转动误差相对较小,实现其转动精度的测量比较困难的问题,提出了一种间接测量大行程柔性铰链转动精度的方法。首先对柔性铰链转动精度的衡量指标进行定义和比较;然后选择合适的指标,提出间接测量该柔性铰链转动中心漂移量和刚度的方法。该方法利用工具显微镜测量铰链运动刚体上的两个特征点在转动过程中的坐标值,从而解算出柔性铰链在不同转角时转动中心点的位置。由此不仅得到了转动中心漂移的大小,还可以得到轴漂的方向。基于该方法搭建了实验平台并对实验误差进行了分析,分析显示其误差主要为特征点坐标的测量误差。实验结果与有限元仿真对比表明,测量结果的误差小于0.006mm,基本满足对大行程柔性铰链精度测试的要求。

基于几何非线性方法的大行程柔性并联机器人位置解

提出了一种厘米级行程、微米级精度的柔性6-PSS并联机器人,该机器人的被动关节采用了大行程柔性铰链。首先,提出了大行程柔性铰链的概念并建立了其刚度矩阵;通过组集支链刚度矩阵以及建立适当的协调方程,得到基于刚度矩阵的柔性并联结构的位置解模型;由于模型中几何非线性问题的存在,在求解位置反解时,采用了修改的拉格朗日列式法;最后,给出了基于增量法解答的位置解算例。

基于射影变换的柔性铰链构型综合

柔性机构应用中,大行程柔性铰链可以满足较大运动行程和高精度兼备的应用场合。但现有的大行程柔性铰链构型匮乏,因此迫切需要对其进行构型综合研究。通过建立平面、圆、圆柱及球面空间的映射关系,在直线机构和转动机构之间找到了一种映射关系,例如可将一个点绕着一个固定圆心的转动分别看作是在圆、圆柱面、或球面坐标系下的直线运动,因此如果已知一种柔性直线导向机构,就可以衍生出多种转动型柔性铰链。反之,也可从现有的转动型柔性铰链反推出更多的直线导向机构构型。