使用虚功原理并结合有限变形理论建立了薄板柔性单元的非线性方程。将薄板柔性单元与VCM结构相结合得到柔性VCM模块,将该模块在环形中均匀阵列分布合就得到了环形柔性铰链,其中由矩形等截面曲线薄板柔性单元构成的环形柔性铰链为一种新型的大变形柔性铰链。采用伪刚体模型方法建立了4种环形柔性铰链数学模型。同时为了方便设计者能够快速的设计出满足应用需求的环形柔性铰链,给出了基于结构无量纲参数的无量纲公式、设计图和设计流程。最后使用环形柔性铰链搭建了一个2R光学平台,对环形柔性铰链在实际应用中的性能特性做了初步研究,结果表明大变形环形柔性铰链可以用于精密光学系统中。 同时,以广义交叉簧片柔性铰链为模块,在一般载荷情况下,建立了刚度、精度、应力的分析模型,此模型精度高但非常简单。由此,揭示了此类铰链一些很好的特性,为工程应用提供参考。进而,研究了模块的组成方法,得到了一些高性能的柔性铰链。
英文主题词large-deformation annulus-shaped flexure hinge; pseudo-rigid-body model; dimensionless graphs; building block; generalized cross-spring pivot