[实用新型]一种增益随输入力增大的紧凑型柔顺正交位移放大机构

权利要求书

1.一种增益随输入力增大的紧凑型柔顺正交位移放大机构，其特征在于：包括供输入力作用的刚性输入端、左刚性输出端、右刚性输出端、左变截面梁、右变截面梁、左待定等直梁和右待定等直梁；所述左变截面梁、左刚性输出端和左待定等直梁依次连接，左变截面梁远离左刚性输出端的一端与刚性输入端的下端面连接；所述右变截面梁、右刚性输出端和右待定等直梁依次连接，右变截面梁远离右刚性输出端的一端与刚性输入端的下端面连接；

所述左变截面梁、左刚性输出端和左待定等直梁与右变截面梁、右刚性输出端和右待定等直梁沿刚性输入端的中心轴左右镜像对称设置；所述左变截面梁由左上柔顺铰链、左侧中间等直梁和左下柔顺铰链依次连接组成，并且左上柔顺铰链位于左下柔顺铰链的左上方。

2.根据权利要求1所述的增益随输入力增大的紧凑型柔顺正交位移放大机构，其特征在于：所述左上柔顺铰链的尺寸与左下柔顺铰链的尺寸相同。

3.根据权利要求1或2所述的增益随输入力增大的紧凑型柔顺正交位移放大机构，其特征在于：所述左上柔顺铰链的长度l_h，左侧中间等直梁的长度l_m，以及左上柔顺铰链的轴线和左下柔顺铰链轴线的间距t_r满足以下条件：

l_h+l_m>t_r。

4.根据权利要求1所述的增益随输入力增大的紧凑型柔顺正交位移放大机构，其特征在于：所述左待定等直梁的下端面固定，其上端面与左刚性输出端连接；所述左待定等直梁与左刚性输出端连接处的中点位于左下柔顺铰链中心轴线的右侧，并位于左待定等直梁下端面中心的左侧。

5.根据权利要求1或2所述的增益随输入力增大的紧凑型柔顺正交位移放大机构，其特征在于：过左待定等直梁上端面中心作出的竖直线与左下柔顺铰链的轴线的间距l_CC1满足：

式中，L_v表示左变截面梁的长度；l_BC1表示从左下柔顺铰链下端中点出发作出的垂直于过左待定等直梁上端面中心的水平线的线段长度。

6.根据权利要求1或2所述的增益随输入力增大的紧凑型柔顺正交位移放大机构，其特征在于：所述左待定等直梁尺寸L_d，B，α满足方程组(1.2)-(1.4)：

Γ_XC-FZCg+Γ_XC-FXC+Γ_XC-MCf₁g+Γ_XC-MCf₂＝-(S_XB-FZBj+S_XB-FXB+S_XB-MBi₁j+S_XB-MBi₂) (1.2)

g＝-j (1.3)

式中，Γ_mC-nC表示左待定等直梁于其上端面中点在m(m＝X,Z,θ)方向上的广义位移相对于在该点所受广义力n(n＝F_XC,F_ZC,M_C)的柔度系数，是关于左待定等直梁尺寸L_d，B，α的函数；S_pB-qB表示左变截面梁于左下柔顺铰链下端中点在p(p＝X,Z,θ)方向上的广义位移相对于在该点所受广义力q(q＝F_XB,F_ZB,M_B)的柔度系数；

式中，f₁,f₂,g分别是左待定等直梁柔度系数的组合；i₁,i₂,j分别是左变截面梁柔度系数的组合，即：

7.根据权利要求1所述的增益随输入力增大的紧凑型柔顺正交位移放大机构，其特征在于：还包括沿刚性输入端的中心轴左右镜像对称设置的左辅助梁和右辅助梁；所述左辅助梁的左端面固定，右端面与刚性输入端的左侧面连接。

8.根据权利要求7所述的增益随输入力增大的紧凑型柔顺正交位移放大机构，其特征在于：所述刚性输入端、左刚性输出端、右刚性输出端、左变截面梁、右变截面梁、左待定等直梁、右待定等直梁、左辅助梁以及右辅助梁为一体式结构。