项目针对空间柔性铰链机构受到设计及加工等因素的影响出现优点缺失,从而导致机构性能不佳、应用受限的现状,拟从以下三个方面深入开展研究开展新型柔性铰链的结构综合研究、进行空间柔性铰链机构的一体化设计与加工方法及理论研究、开展实验样品样机、实验装置和实验验证研究。总体目标是基于实验建立一套比较符合实际的改善空间柔性铰链机构性能的基础理论,在理论和实验的支持下开展空间柔性铰链机构的创新设计。项目的研究成果将为空间柔性铰链机构在超精密定位及精微操作等众多领域中的应用走向实用化提供理论基础和可靠的实验依据。
项目针对空间柔性铰链机构受到设计及加工等因素的影响出现优点缺失,从而导致机构性能不佳、应用受限的现状,从以下三个方面展开了研究高性能柔性铰链的创新设计方法研究、柔性铰链机构性能改善与加工方法研究、利用实验样品、样机、实验装置和实验来验证理论。取得的创新性成果如下(1)通过开展大变形柔性铰链变形机理及结构设计研究,提出了两种设计高性能新型柔性铰链的系统化方法(基于屈曲的挠曲线变形法和RCM机构基元组合法)。在此基础上,创新设计了几种具有大行程的新型广义柔性铰链。(2)提出了功能型广义柔性铰链的概念,通过理论建模、仿真分析与实验测试,研究了典型柔性铰链及柔性铰链机构的运动学特性(自由度/约束度、刚度/柔度、精度、屈曲、疲劳等)(3)借助空间模型理论等数学工具,通过确定合理的优化目标,建立了基于柔性铰链机构运动学及动力学性能的优化设计方法。(4)提出了一种适合于柔性铰链及柔性机构慢走丝线切割加工的多步骤少加工量的加工工艺及加工方法,可有效提高加工精度和加工效率。项目的研究成果可为柔性铰链及柔性铰链机构在超精密定位及精微操作等众多领域中的应用走向实用化提供理论基础和可靠的实验依据。