基于柔性铰链的杠杆-平衡机构的运动特性分析与参数设计

基于微小力测量(m N级分辨力,N级测量范围)的柔性铰链杠杆-平衡机构,建立了此机构的运动数学模型,并利用有限元方法对该数学模型进行了验证。数学模型计算及有限元分析结果表明,减小柔性铰链的刚度、增大平行四杆机构的长度能增大被测力产生的位移,通过合理地选择铰链支点两侧的杠杆长度,能设计出所需的杠杆比及运动模型,从而为该机构的设计提供了理论依据。

杠杆平衡式起竖机构的建模与运动轨迹规划

针对特种车辆起竖过程中多级缸换级负载冲击大等问题,采用单级缸驱动的杠杆平衡式起竖机构,并建立了该机构的数学模型,推导出机构输入与输出之间的表达关系式;针对机构不同的运动情况对整体性能影响大的问题,提出采用正向规划和逆向求解规划的运动轨迹规划方法,并分析了这两种方法在不同场合下的适用情况。仿真与实验结果表明:该方法所建立的数学模型是正确的,且电动缸伸出长度与起竖角度有直接的数学关系;电动缸的运动速度与负载的起竖角速度有间接的比例关系,这说明在无传感器的情况下就可以监测负载的运动状况,为起竖机构运动规划时临界条件的判断以及今后的研究提供了重要的理论参考依据;正向轨迹规划有利于机构的快速起竖和减少最大输出功率,逆向轨迹规划有利于机构的平稳起竖。