直角柔性铰链平行四杆机构导向位移探讨

王静

摘 要：平行四杆结构在机械结构中有重要作用，为了分析直角柔性铰链单平行四改结构在导向过程中的位移变化以及耦合关系，检测人员应该根据其结构的对称性，明确运动副的自由度，综合应用椭圆积分法推理导向量在负荷条件下的耦合位移计算公式，应用有限元的方法综合实验论证，推算理论值与实际值之间的关系，基于此，本文将主要论述直角柔性铰链平行四杆机构导向位移探讨。

关键词：直角柔性铰链 平行四杆机构 导向位移

柔性铰链平行四杆结构作为一种平行性的导向机构，支撑部分一般采用直角切口的铰链或者是圆弧形的铰链，支撑多种条件下的工作，通过改变钢性梁柔性梁的长度，完成多种结构的操作，在航空航天，微驱动，人工智能，精密测量等范围有较广泛的应用。

一、直角柔性铰链平行四杆机构导向位移的概述

常见的直角平行四杆结构的支撑部分由刚性梁柔性梁和导向梁组成，在测量过程中应该首先确定刚性梁的长度最小比例，当刚性梁退化为平行板簧结构时，整个结构的刚度达到最小值，而灵敏度则变为最大值，测验人员要按照y轴方向用力时，柔性梁发生弯曲形变后，导向量产生两个方向的位移称为导向位移。

二、直角柔性铰链平行四杆机构导向位移测定中的问题

平行四杆机构相对独立，一旦多个系统之间开始切换就会影响后续系统的运行效率，降低了实验效率。同时，检验人员经常要处理计划工作，在日常工作中要保证实时监控直角柔性铰链的运动状态。测定导向距离时，在不同的工作场合之间相互穿插，采集设计不同直角柔性铰链系统的信息。数据模型、計算公式复杂，很容易出现数据错误等一系列问题。此外，导向位移数据集成复杂主要涉及了数学中的拓扑数据，拓扑管理。检验员需要通过函数关系校验监控导向数据的准确性。但从目前看来，系统精度不能达到标准，缺少相应的动态监测管理，一旦修复速率较慢，直角柔性铰链参数信息传递格式存在着一定的兼容性问题

三、直角柔性铰链平行四杆机构导向位移测算

（一）合理设置自变量

在平面上受复合作用的直角柔性铰链单元，可以采用弹性力学的逆解法，优先推出单个荷载单位下应力的函数和x轴上的应力分量，再通过力的叠加法则求得总的位移导向，由此可得到较准确的柔性铰链的各项参数，同时推出的直角柔性铰链的柔度，进行有限元的仿真验证，综合考虑剪切力对位移的影响，保证柔度公式有较高的准确度。在管理过程中要合理设置四边长度关系，以保证平行四杆机构的质量安全。要将处理，交流等基础功能联系起来，设材料的屈服极限为σs，t1为柔性梁的宽度，则A处不发生塑性变形的最大弯矩为自变量，则施加在导向梁上的力为FS≤2MAl1+l2=4MAL，完成数据的接入与管理，通过数据经验，保证直角柔性铰链的集成化发展，实现直角柔性铰链的二次应用研发，主动发布检验任务，将问题转化为事件，纳入后续的数据处理中。

例如，检测人员在合理的方法进行参数计算，应该平行四杆机构的椎体模型为主，查看几何参数与材料制作是否与平行四杆机构相互匹配，将半顶角a设置为50度左右，明确平行四杆机构各个部件的线性关系，当运动速度较慢时，位移分布较均匀，基本做刚体直线导向运动，非线性系数较小，而一旦速度较大，四杆结构不稳定，进入峰值区域后应变增大，非线性系数随之增大。

（二）建立数据模型

平行四杆机构中内部存在着一定的对称性，每个点的受力情况基本相似，只需对其中一个点进行分析，检验人员要根据静力平衡关系以及用力的支撑方程，计算出几何关系与平面之间的函数，利用计算机拟合出曲线的中心点，综合应用欧拉伯努利方程计算出弹性模量。综合应用智能的识别图像和语音指令，保证直角柔性铰链具有一定的路径识别功能，扩大平行四杆的应用范围。增加铰链的耦合性与灵活性，有效降低了成本，自动获取操作信息，快速调整直角柔性铰链的各个参数。

例如，在计算出不同应力下导向梁的位移，并利用有限元分析和实验值进行对比，保证所建模型在最大程度上接近真实值，利用计算机引入计算提高计算的准确度。同时要综合考虑平行四边形变形与力之间的非线性关系，分布你家和在确保精度梯度。在实验过程中应该推荐利用统一的软件，并利用多次的对照实验取平均值，减少人为引入的误差，最大程度上保证实验精度。

（三）综合多参数影响

观测图形中弹性形变分范围内利于导向位移之间的线性关系。同时综合考虑惯性距的影响及直角切口集中形变对导向位移实验产生的偏差，基本上理论值略小于真实值，同时在柔性梁内部还存在着一定的裂纹，气泡等不可控因素。因此必须通过实验对截面参数进行持续的修正考核信号，再刺激平行四杆机构，利用正负极性综合利用分压阀，采取尖端电压的平均值与阈值，比较平行四杆机构的受力关系，利用显示屏进行线性的正弦信号扫描，以直流信号系统来综合测量平行四杆机构的应力。综合波形特点，实现了集成测量的目的，能够快速的满足三个重要用元素的合理测量。

例如，在选择仪器时，位移测量设备为中原量仪厂DGS—6C数显电感测微仪，微位移加载台为中原量仪厂BCT—1C微动测量台架，测力仪器采用AIGU NK—100测力计进行特色设计、动态监控当瞬态响应时增强高速运动的占有率，以保证平行四杆系统的良好瞬间响应能力。保证平行四杆机构的稳定性快速提高，在速度共振频率以上时，使升速频率的曲线相对平坦。

结语

直角柔性铰链平行四杆机构在目前机械领域有较为广泛的领域，计算人员应该根据直角切口单平行四杆结构的对称性，综合支撑结构的变形，建立起相应的数学模型，综合应用椭圆积分推导不同情况下的耦合位移计算公式，综合得出在弹性范围内的导向位移与耦合位移之间的指数关系，最后通过有限元方法证明所建模型的正确性，减少在实践过程中出现的误差。

参考文献

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