[发明专利]固定-导向6R伪刚体模型

说明书

所属技术领域

本发明涉及柔顺机构领域，具体为一种固定-导向柔顺杆件的伪刚体模型。

背景技术

柔顺机构是一种利用机构构件的柔性变形来完成运动和力的传递及转换的新型机构。由于在结构上减少甚至去除了运动副，因此柔顺机构在构件数目上就比传统机构要少很多，由此带来的最直接的效果就是大大减少了机构的重量及加工、安装的时间和费用。同时，它去除或减少了机构中的间隙、摩擦、磨损及润滑等复杂问题。

在柔顺机构分析方法方面，由于机构中构件的几何非线性大变形，使得柔顺机构的分析过程十分复杂。为了简化柔顺机构的分析过程，Howell教授最先提出了悬臂梁模式和固定-导向模式下的柔顺杆件伪刚体模型，对奠定和加快柔顺机构研究的进展起到了重要作用。之后又有学者先后提出过悬臂梁模式下的2R、3R和PR伪刚体模型，来提高悬臂梁模式下柔顺杆件的分析精度，但用于分析固定-导向柔顺杆件的伪刚体模型仍只有Howell教授提出的固定-导向2R伪刚体模型，不过这种模型的分析精度有限且无法模拟柔顺杆件中点处的转角。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于分析固定-导向柔顺杆件的固定-导向6R伪刚体模型，以解决固定-导向2R伪刚体模型分析精度有限且无法模拟柔顺杆件中点处转角的问题。

一种固定-导向6R伪刚体模型，其包括7根刚性杆件、6个转动副和6个扭簧，所述7根刚性杆件通过6个转动副首尾相连形成链状结构，其特征在于：所述链状结构一端被固定，另一端被“导向”呈中心点反对称，且所述转动副内设置有扭簧。

与固定-导向2R伪刚体模型比较，本发明的有益效果是：提高了对固定-导向柔顺杆件的分析精度，同时能完全模拟固定-导向柔顺杆件的中点处转角。

附图说明

图1(a)和图1(b)为固定-导向柔顺杆件及固定导向2R伪刚体模型；

图2为固定-导向6R伪刚体模型。

具体实施方式

见图1，本发明提供的一种固定-导向6R伪刚体模型，其包括7根刚性杆件AB、BC、CD、DE、EF、FG、GH，6个转动副Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6和6个扭簧K1、K2、K3、K4、K5、K6。刚性杆件AB一端固定另一端通过转动副Z1与刚性杆件BC相连，而刚性杆件BC、CD、DE、EF、FG间分别用转动副Z2、Z3、Z4、Z5连接，刚性杆件GH的一端被“导向”而另一端利用转动副Z6与刚性杆件FG相连，形成呈中心点反对称的链状结构，且每个转动副内设置有扭簧。

本发明与固定-导向2R伪刚体模型相比，提高了对固定-导向柔顺杆件的分析精度，同时能完全模拟固定-导向柔顺杆件的中点处转角。