微流体装置力源机构的优化设计

为解决微流控系统中流体介质贮存装置输出压力不稳定等问题,设计了一种柔顺机构作为装置的力源机构。该柔顺机构基于正负刚度叠加理论设计,由四根固定导向梁和两根平面弹簧组成。首先,利用链式梁约束模型和广义打靶法分别求解出固定导向梁和平面弹簧的位移-载荷特性,建立优化模型,得到了满足设计要求的最优解。然后,为验证计算模型的准确性,使用ANSYS对柔顺梁进行大变形分析,结果显示该计算模型和有限元分析相比,误差小于1%。最后,通过实验发现该柔顺机构输出力的实验值和理论设计值存在误差,经过分析发现是加工精度、材料弹性模量误差以及只考虑了中性轴的变形等原因所导致的。

关于内镜机器人柔性机械臂运动学分析模型的研究

本文基于内镜机器人的执行端——柔性机械臂,对其应用较为广泛的运动学分析模型进行综述。目前的内镜机器人想要精确控制柔性机械臂需要在设计之初对柔性机械臂进行运动学分析,得到执行机构自由端的坐标矩阵或基于控制原点的运动方程。对于不同设计的机械臂机构,相关领域的学者使用的方法有D-H表达法(Denavit-Hartenberg)或者通过执行机构的几何关系分析运动学,以及通过链式梁约束模型(Chained Beam-Constraint-Model,CBCM)得到运动学求解。

基于交叉簧片式铰链的变弯度机翼机构设计

为了研究机翼弦向连续变弯度的设计问题,提出由柔性后缘机构与刚性连杆驱动机构组成的机翼变弯度设计方案以及建模分析方法.基于交叉簧片式柔性铰链设计机翼机构构型.采用链式梁约束建模方法,建立柔性后缘机构的理论力学模型,得到其受力和变形的关系,并利用有限元仿真对理论力学模型进行验证.在力学模型的基础上,采用NSGA-II多目标遗传算法优化机翼机构的相关尺寸参数,提升机翼的气动特性.经优化,机翼巡航阶段的升阻比提升1.09%,起降阶段的升力系数提高2.54%.经实验验证了设计的变弯度机翼机构变弯度的精度和变弯度的范围.