远中心柔顺机构弹性单元刚度建模研究

为得到远中心柔顺机构(RCC)中常用的金属梁单元、层叠弹性单元(ESP)的刚度性能,在材料力学四个基本假设下,根据弹性变形原理,对单元末端建立金属梁刚度矩阵,并通过伴随变换进行解耦,得到其对角形式。对端部具铰链梁单元、U副梁单元、球关节梁等不同运动副的单元进行刚度建模,给出铰链处的刚度矩阵,发现转动副处的刚度矩阵无法解耦,而U副和球副可解耦。建立了ESP弹性单元的刚度模型,发现在一端固定条件下,末端自由、添加U副和添加球副均利于形成RCC机构的解耦刚度性能。研究为RCC机构的设计提供了参考。