[发明专利]一种拉压组合式全柔顺双稳态机构

摘要

本发明涉及一种拉压组合式全柔顺双稳态机构，其特征是：整个机构呈左右对称布置，至少包括梭，第一柔顺梁的两端分别与刚性连接杆和框架固接，第二柔顺梁的两端分别固接在梭和刚性连接杆上，第一柔顺梁和第二柔顺梁的尺寸参数相对独立；梭只能是沿竖直方向的对称轴线运动，从而带动整个机构变形，在经过一个非稳定平衡位置后，机构中存储的变形能释放并输出力推动梭直至第二个稳定平衡位置，此位置是机构中存储的变形能的局部极小值点构成的稳定平衡位置。在机构从第一个稳定平衡位置运动到第二个稳定平衡位置过程中，第一柔顺梁始终处于受拉状态，而第二柔顺梁始终处于受压状态。它具有结构简单、设计容易、稳定性好、造价低廉，也便于微小型化、如用于微电子机械系统。

主权项

1.一种拉压组合式全柔顺双稳态机构，其特征是：该柔顺双稳态机构至少包括梭（1）和框架（3），连接在框架（3）两端的两个第一柔顺梁（4），连接在梭（1）两端的两个第二柔顺梁（5），两个第一柔顺梁（4）另一端分别连接刚性连接杆（2），两个第二柔顺梁（5）另一端分别连接上述刚性连接杆（2）的另一端，梭（1）和框架（3）、两个第一柔顺梁（4）、两个第二柔顺梁（5）、两个刚性连接杆（2）构成以梭（1）和框架（3）为中心的左右对称闭环结构；所述的柔顺双稳态机构的主要结构参数有：第一柔顺梁（4）和第二柔顺梁（5）的长度分别为L1和L2、厚度分别为t1和t2、与水平方向正向所成的夹角分别为θ1和θ2，第一柔顺梁（4）和第二柔顺梁（5）末端间的水平距离和竖直距离分别为Lm和Ln，整个结构厚度h；以上结构参数应满足：第一柔顺梁（4）的长度L1大于第二柔顺梁（5）的长度L2，即L1＞L2；第一柔顺梁（4）的长厚比大于第二柔顺梁（5）的长厚比，即L1/t1≥L2/t2，保证受压的为短粗梁；第一柔顺梁（4）与水平方向正向所成的夹角满足：‑90°＜θ1＜90°；第二柔顺梁（5）与水平方向正向所成的夹角满足：0＜θ2＜90°；第一柔顺梁（4）与框架（3）连接的端点和第二柔顺梁（5）与梭（1）连接的端点间的水平距离和竖直距离分别满足：Lm≥L2cosθ2和Ln≥0；整个结构的厚度应h＞0，且机构在输入端产生的反力大小与厚度h大小成正比例关系。