机械传动2022,Vol.46Issue(12) :53-59.DOI:10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.008

变刚度柔性驱动机构的设计与性能分析

Design and Performance Analysis of Compliant Actuator Mechanism with Variable Stiffness

刘荣 郑智贞 秦慧斌 李中一 白绍平
机械传动2022,Vol.46Issue(12) :53-59.DOI:10.16578/j.issn.1004.2539.2022.12.008

变刚度柔性驱动机构的设计与性能分析

Design and Performance Analysis of Compliant Actuator Mechanism with Variable Stiffness

刘荣 1郑智贞 1秦慧斌 1李中一 2白绍平3
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作者信息

  • 1. 中北大学 机械工程学院,山西 太原 030051
  • 2. 北京航空航天大学 自动化科学与电气工程学院,北京 100191;奥尔堡大学 材料与制造系,丹麦 奥尔堡 9220
  • 3. 奥尔堡大学 材料与制造系,丹麦 奥尔堡 9220
  • 折叠

摘要

可控变刚度柔性驱动机构具有柔顺性高、环境适应性强以及人机协同性好的特点.基于零长度机架四杆机构的传动原理,提出了一种变刚度柔性驱动机构,通过改变弹性体性质、弹性元件缠绕方式或配置方案,实现变刚度调节控制.通过构型分析、结构设计,建立柔性驱动机构的刚度和转矩模型,揭示了柔性驱动机构的刚度行为;利用拉格朗日法建立柔性驱动机构的动力学模型,并通过平均刚度求解获得频率理论结果;建立虚拟样机进行运动仿真,揭示了其性能特点,同时验证了理论分析的正确性.与其他同类设计相比,该柔性驱动机构具有小型化、轻量化的特点,适用性强,可以作为单独模块使用,也可以应用集成在外骨骼系统中.

关键词

变刚度/柔性驱动机构/可重构/零长度机架四杆机构

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基金项目

国家留学基金(201908140056)

出版年

2022
机械传动
郑州机械研究所 中国机械通用零部件工业会齿轮分会 中国机械工程学会

机械传动

CSTPCD北大核心
影响因子:0.534
ISSN:1004-2539
被引量1
参考文献量5
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