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1、一種微位移放大機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真第26卷第12期2009年12月機(jī)械設(shè)計(jì)JOURNALOFMACHINEDESIGNVo1.26Dec.No.1220o9種微位移放大機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真張建瓴，陳萬(wàn)銀，可欣榮，魏徳仙，洪添勝(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)南方農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備關(guān)鍵技術(shù)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510642;2.廣州建興光電科技(廣州)有限公司，廣東廣州510663)摘要:根據(jù)差式杠桿位移放大原理設(shè)計(jì)了一種新型微位移放大機(jī)構(gòu).計(jì)算和推導(dǎo)了該位移放大機(jī)構(gòu)的位移放大倍數(shù)和靜態(tài)剛度，分析了柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)微位移放大機(jī)構(gòu)剛度的影響，并對(duì)理論計(jì)算結(jié)果和ANSYS仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比.結(jié)果表明，理論計(jì)算值
2、和有限元仿真結(jié)果之間存在一定的差異.關(guān)鍵詞:柔性鉸鏈;壓電驅(qū)動(dòng)器；微位移放大機(jī)構(gòu);有限元仿真中閣分類(lèi)號(hào):TH123文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào)J001—2354(2009)12—0009—04在微機(jī)電系統(tǒng)，精密加工與精密測(cè)量，納米科學(xué)與技術(shù)等領(lǐng)域中，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器是一種很受歡迎的驅(qū)動(dòng)器，它具冇結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)分辨率高，輸出力大，能量轉(zhuǎn)換效率高，無(wú)機(jī)械損耗，無(wú)磁場(chǎng)，無(wú)污染，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，己被廣泛用于設(shè)計(jì)一些超精密定位系統(tǒng).但壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)很大缺點(diǎn)是其輸出位移范圍較小，即使是層疊式的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器一般也只有幾微米至幾十微米的輸出位移，在實(shí)際應(yīng)用屮，常常需要將壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的輸出位移進(jìn)行放大.柔性鉸鏈
3、是一種新型的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，它是利用結(jié)構(gòu)薄弱部分的彈性微小角變形來(lái)完成類(lèi)似鉸鏈的運(yùn)動(dòng)傳遞，具有體積小，加工簡(jiǎn)單方便，無(wú)機(jī)械摩擦，無(wú)間隙，運(yùn)動(dòng)靈敏度高和響應(yīng)快捷等優(yōu)點(diǎn)J.柔性鉸鏈由于其特殊的結(jié)構(gòu)，特別適宜用作精密定位領(lǐng)域的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如在精密定位領(lǐng)域常常采用柔性鉸鏈單元來(lái)設(shè)計(jì)制作微位移放大機(jī)構(gòu)，并與壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器等一起應(yīng)用于對(duì)運(yùn)動(dòng)行程耍求較大的場(chǎng)合J.文中首先分析了差式杠桿的位移放大原理，并據(jù)此設(shè)計(jì)了種新型結(jié)構(gòu)的微位移放大機(jī)構(gòu)，計(jì)算了該放大機(jī)構(gòu)的位移放大倍數(shù)和剛度.該機(jī)構(gòu)只有剛性好，位移放大倍數(shù)高等特點(diǎn).最后通過(guò)ANSYS有限元方法對(duì)微位移放大機(jī)構(gòu)進(jìn)行了仿真計(jì)算，分析對(duì)比了不同柔性鉸鏈參數(shù)下放大機(jī)構(gòu)
4、剛度計(jì)算的理論值和有限元仿真結(jié)果.1位移放人原理利用柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)對(duì)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的輸出位移進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯笥卸喾N方法和原理，如利用杠桿原理，壓桿失穩(wěn)原理及特殊機(jī)構(gòu)等.其中，利用杠桿原理的位移放大機(jī)構(gòu)剛性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，它的最大優(yōu)點(diǎn)是能夠在原理上使運(yùn)動(dòng)輸[11[2][3][4][5]
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