一种新型柔性直线导向机构及其运动精度分析

分析了Roberts柔性机构的伪刚体模型,说明对应某一行程,轨迹点P的位置存在最优解使其运动直线度最高,给出了一种直线度等值线图方法来确定最优解的大概位置,最后借助有限元方法做进一步的优化。由于单个Roberts机构只能提供点的直线运动,所以将两个Roberts机构并联得到一个柔性导向机构。对这种柔性导向机构进行了设计加工、仿真以及实验,结果表明,这类柔性导向机构经过优化后,在毫米级行程时垂直运动方向上的偏移<1μm,基本满足大行程、高精度柔性直线导向机构的要求。

大行程柔顺对称缓冲机构设计与分析

针对传统缓冲机构结构相对复杂、体积质量较大的不足,面向小口径电磁发射武器对称缓冲、大垂向负载的需求,该研究提出了一种柔顺梁竖直布置、柔顺机构左右对称布局的缓冲器与摇架一体化设计的柔顺对称缓冲机构,分析了缓冲机构中柔顺直线导向机构(linear guide compliant mechanism,LGCM)的刚度、行程以及垂向承载能力等参数,并进行了仿真验证与静动态试验测试,柔顺对称缓冲机构的刚度为892.82 N/mm,行程为±7 mm,垂向承载能力可达12400 N,之后进行了实弹射击测试。测试结果表明,缓冲机构最大后坐位移为5.12 mm,经缓冲后的最大冲击传递力为4743.7 N,有效降低了后坐冲击,达到了缓冲机构设计目标。