近日,，機電工程與自動化學(xué)院機器人團隊盧清華教授等撰寫的論文《基于柔順鉸鏈拓?fù)鋬?yōu)化的橋式位移放大機構(gòu)設(shè)計,、分析與實驗測試》入選《機械工程學(xué)報》發(fā)布的2022年第11期最受關(guān)注論文推薦。

  盧清華等人表明柔順橋式位移放大機構(gòu)被廣泛用作精密定位與微納操作裝備的傳動機構(gòu),，其設(shè)計與建模問題是精密工程領(lǐng)域的研究熱點,。傳統(tǒng)研究并未解決配置何種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的柔順鉸鏈能設(shè)計出具有最優(yōu)輸出特性的橋式位移放大機構(gòu)的問題,，而現(xiàn)有的柔順鉸鏈拓?fù)鋬?yōu)化研究一般不考慮實際柔順機構(gòu)的內(nèi)力分布特性，影響了拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果在實際柔順機構(gòu)中的應(yīng)用效果,。對基于柔順鉸鏈拓?fù)鋬?yōu)化的橋式位移放大機構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計,、分析與實驗測試,。首先，在柔順鉸鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)未知的條件下,，分析橋式位移放大機構(gòu)的內(nèi)力分布特性,。結(jié)合內(nèi)力分布特性與變密度法，以最大化柔度為目標(biāo)函數(shù),，對柔順鉸鏈進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計,，從優(yōu)化柔順鉸鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)層面提升機構(gòu)輸出特性。在不同體積約束條件下,，橋式位移放大機構(gòu)柔順鉸鏈的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果均呈V字型結(jié)構(gòu),。然后，運用矩陣位移法,、卡氏第二定理與并聯(lián)機構(gòu)柔度矩陣的關(guān)系,，對V字型柔順鉸鏈進(jìn)行靜力學(xué)建模。結(jié)合V字型柔順鉸鏈柔度矩陣,、橋式位移放大機構(gòu)內(nèi)力分布特性與串聯(lián)機構(gòu)柔度矩陣的關(guān)系,，推導(dǎo)出基于柔順鉸鏈拓?fù)鋬?yōu)化的橋式位移放大機構(gòu)輸出位移與輸入力之間的解析關(guān)系，并對機構(gòu)進(jìn)行尺寸優(yōu)化設(shè)計,，進(jìn)一步提升機構(gòu)輸出特性,。有限元仿真與實驗測試驗證了橋式位移放大機構(gòu)柔順鉸鏈的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果、V字型柔順鉸鏈靜力學(xué)建模與機構(gòu)尺寸優(yōu)化設(shè)計的有效性,。