直角柔性鉸鏈平行四桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)向位移探討

王靜

摘?要：平行四桿結(jié)構(gòu)在機(jī)械結(jié)構(gòu)中有重要作用，為了分析直角柔性鉸鏈單平行四改結(jié)構(gòu)在導(dǎo)向過(guò)程中的位移變化以及耦合關(guān)系，檢測(cè)人員應(yīng)該根據(jù)其結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，明確運(yùn)動(dòng)副的自由度，綜合應(yīng)用橢圓積分法推理導(dǎo)向量在負(fù)荷條件下的耦合位移計(jì)算公式，應(yīng)用有限元的方法綜合實(shí)驗(yàn)論證，推算理論值與實(shí)際值之間的關(guān)系，基于此，本文將主要論述直角柔性鉸鏈平行四桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)向位移探討。

關(guān)鍵詞：直角柔性鉸鏈?平行四桿機(jī)構(gòu)?導(dǎo)向位移

柔性鉸鏈平行四桿結(jié)構(gòu)作為一種平行性的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，支撐部分一般采用直角切口的鉸鏈或者是圓弧形的鉸鏈，支撐多種條件下的工作，通過(guò)改變鋼性梁柔性梁的長(zhǎng)度，完成多種結(jié)構(gòu)的操作，在航空航天，微驅(qū)動(dòng)，人工智能，精密測(cè)量等范圍有較廣泛的應(yīng)用。

一、直角柔性鉸鏈平行四桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)向位移的概述

常見(jiàn)的直角平行四桿結(jié)構(gòu)的支撐部分由剛性梁柔性梁和導(dǎo)向梁組成，在測(cè)量過(guò)程中應(yīng)該首先確定剛性梁的長(zhǎng)度最小比例，當(dāng)剛性梁退化為平行板簧結(jié)構(gòu)時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度達(dá)到最小值，而靈敏度則變?yōu)樽畲笾担瑴y(cè)驗(yàn)人員要按照y軸方向用力時(shí)，柔性梁發(fā)生彎曲形變后，導(dǎo)向量產(chǎn)生兩個(gè)方向的位移稱(chēng)為導(dǎo)向位移。

二、直角柔性鉸鏈平行四桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)向位移測(cè)定中的問(wèn)題

平行四桿機(jī)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，一旦多個(gè)系統(tǒng)之間開(kāi)始切換就會(huì)影響后續(xù)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，降低了實(shí)驗(yàn)效率。同時(shí)，檢驗(yàn)人員經(jīng)常要處理計(jì)劃工作，在日常工作中要保證實(shí)時(shí)監(jiān)控直角柔性鉸鏈的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。測(cè)定導(dǎo)向距離時(shí)，在不同的工作場(chǎng)合之間相互穿插，采集設(shè)計(jì)不同直角柔性鉸鏈系統(tǒng)的信息。數(shù)據(jù)模型、計(jì)算公式復(fù)雜，很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等一系列問(wèn)題。此外，導(dǎo)向位移數(shù)據(jù)集成復(fù)雜主要涉及了數(shù)學(xué)中的拓?fù)鋽?shù)據(jù)，拓?fù)涔芾怼z驗(yàn)員需要通過(guò)函數(shù)關(guān)系校驗(yàn)監(jiān)控導(dǎo)向數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。但從目前看來(lái)，系統(tǒng)精度不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，缺少相應(yīng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理，一旦修復(fù)速率較慢，直角柔性鉸鏈參數(shù)信息傳遞格式存在著一定的兼容性問(wèn)題

三、直角柔性鉸鏈平行四桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)向位移測(cè)算

（一）合理設(shè)置自變量

在平面上受復(fù)合作用的直角柔性鉸鏈單元，可以采用彈性力學(xué)的逆解法，優(yōu)先推出單個(gè)荷載單位下應(yīng)力的函數(shù)和x軸上的應(yīng)力分量，再通過(guò)力的疊加法則求得總的位移導(dǎo)向，由此可得到較準(zhǔn)確的柔性鉸鏈的各項(xiàng)參數(shù)，同時(shí)推出的直角柔性鉸鏈的柔度，進(jìn)行有限元的仿真驗(yàn)證，綜合考慮剪切力對(duì)位移的影響，保證柔度公式有較高的準(zhǔn)確度。在管理過(guò)程中要合理設(shè)置四邊長(zhǎng)度關(guān)系，以保證平行四桿機(jī)構(gòu)的質(zhì)量安全。要將處理，交流等基礎(chǔ)功能聯(lián)系起來(lái)，設(shè)材料的屈服極限為σs，t1為柔性梁的寬度，則A處不發(fā)生塑性變形的最大彎矩為自變量，則施加在導(dǎo)向梁上的力為FS≤2MAl1+l2=4MAL，完成數(shù)據(jù)的接入與管理，通過(guò)數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)，保證直角柔性鉸鏈的集成化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)直角柔性鉸鏈的二次應(yīng)用研發(fā)，主動(dòng)發(fā)布檢驗(yàn)任務(wù)，將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為事件，納入后續(xù)的數(shù)據(jù)處理中。

例如，檢測(cè)人員在合理的方法進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，應(yīng)該平行四桿機(jī)構(gòu)的椎體模型為主，查看幾何參數(shù)與材料制作是否與平行四桿機(jī)構(gòu)相互匹配，將半頂角a設(shè)置為50度左右，明確平行四桿機(jī)構(gòu)各個(gè)部件的線性關(guān)系，當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度較慢時(shí)，位移分布較均勻，基本做剛體直線導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)，非線性系數(shù)較小，而一旦速度較大，四桿結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，進(jìn)入峰值區(qū)域后應(yīng)變?cè)龃螅蔷€性系數(shù)隨之增大。

（二）建立數(shù)據(jù)模型

平行四桿機(jī)構(gòu)中內(nèi)部存在著一定的對(duì)稱(chēng)性，每個(gè)點(diǎn)的受力情況基本相似，只需對(duì)其中一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行分析，檢驗(yàn)人員要根據(jù)靜力平衡關(guān)系以及用力的支撐方程，計(jì)算出幾何關(guān)系與平面之間的函數(shù)，利用計(jì)算機(jī)擬合出曲線的中心點(diǎn)，綜合應(yīng)用歐拉伯努利方程計(jì)算出彈性模量。綜合應(yīng)用智能的識(shí)別圖像和語(yǔ)音指令，保證直角柔性鉸鏈具有一定的路徑識(shí)別功能，擴(kuò)大平行四桿的應(yīng)用范圍。增加鉸鏈的耦合性與靈活性，有效降低了成本，自動(dòng)獲取操作信息，快速調(diào)整直角柔性鉸鏈的各個(gè)參數(shù)。

例如，在計(jì)算出不同應(yīng)力下導(dǎo)向梁的位移，并利用有限元分析和實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比，保證所建模型在最大程度上接近真實(shí)值，利用計(jì)算機(jī)引入計(jì)算提高計(jì)算的準(zhǔn)確度。同時(shí)要綜合考慮平行四邊形變形與力之間的非線性關(guān)系，分布你家和在確保精度梯度。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該推薦利用統(tǒng)一的軟件，并利用多次的對(duì)照實(shí)驗(yàn)取平均值，減少人為引入的誤差，最大程度上保證實(shí)驗(yàn)精度。

（三）綜合多參數(shù)影響

觀測(cè)圖形中彈性形變分范圍內(nèi)利于導(dǎo)向位移之間的線性關(guān)系。同時(shí)綜合考慮慣性距的影響及直角切口集中形變對(duì)導(dǎo)向位移實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的偏差，基本上理論值略小于真實(shí)值，同時(shí)在柔性梁內(nèi)部還存在著一定的裂紋，氣泡等不可控因素。因此必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)截面參數(shù)進(jìn)行持續(xù)的修正考核信號(hào)，再刺激平行四桿機(jī)構(gòu)，利用正負(fù)極性綜合利用分壓閥，采取尖端電壓的平均值與閾值，比較平行四桿機(jī)構(gòu)的受力關(guān)系，利用顯示屏進(jìn)行線性的正弦信號(hào)掃描，以直流信號(hào)系統(tǒng)來(lái)綜合測(cè)量平行四桿機(jī)構(gòu)的應(yīng)力。綜合波形特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了集成測(cè)量的目的，能夠快速的滿(mǎn)足三個(gè)重要用元素的合理測(cè)量。

例如，在選擇儀器時(shí)，位移測(cè)量設(shè)備為中原量?jī)x廠DGS—6C數(shù)顯電感測(cè)微儀，微位移加載臺(tái)為中原量?jī)x廠BCT—1C微動(dòng)測(cè)量臺(tái)架，測(cè)力儀器采用AIGU NK—100測(cè)力計(jì)進(jìn)行特色設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控當(dāng)瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)增強(qiáng)高速運(yùn)動(dòng)的占有率，以保證平行四桿系統(tǒng)的良好瞬間響應(yīng)能力。保證平行四桿機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性快速提高，在速度共振頻率以上時(shí)，使升速頻率的曲線相對(duì)平坦。

結(jié)語(yǔ)

直角柔性鉸鏈平行四桿機(jī)構(gòu)在目前機(jī)械領(lǐng)域有較為廣泛的領(lǐng)域，計(jì)算人員應(yīng)該根據(jù)直角切口單平行四桿結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，綜合支撐結(jié)構(gòu)的變形，建立起相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，綜合應(yīng)用橢圓積分推導(dǎo)不同情況下的耦合位移計(jì)算公式，綜合得出在彈性范圍內(nèi)的導(dǎo)向位移與耦合位移之間的指數(shù)關(guān)系，最后通過(guò)有限元方法證明所建模型的正確性，減少在實(shí)踐過(guò)程中出現(xiàn)的誤差。

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