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| 1 | Topological and Shape Optimization of Flexure Hinges for Designing Compliant Mechanisms Using the Level Set Method显示文摘A flexure hinge is a major component in designing compliant mechanisms that o ers unique possibilities in a wide range of application fields in which high positioning accuracy is required. Although various flexure hinges with di erent configurations have been successively proposed, they are often designed based on designers' experiences and inspirations. This study presents a systematic method for topological optimization of flexure hinges by using the level set method. Optimization formulations are developed by considering the functional requirements and geometrical constraints of flexure hinges. The functional requirements are first constructed by maximizing the compliance in the desired direction while minimizing the compliances in the other directions. The weighting sum method is used to construct an objective function in which a self-adjust method is used to set the weighting factors. A constraint on the symmetry of the obtained configuration is developed. Several numerical examples are presented to demonstrate the validity of the proposed method. The obtained results reveal that the design of a flexure hinge starting from the topology level can yield more choices for compliant mechanism design and obtain better designs that achieve higher performance. | Benliang Zhu Xianmin Zhang Min Liu Qi Chen Hai Li | 2019 | Chinese Journal of Mechanical Engineering2019，32，1： | 6 |
| 2 | Y型柔性铰链的设计与实验显示文摘为设计一种高精度、结构简单的大变形柔性铰链,提高并联平台的运动精度和零件使用寿命,本文提出了一种Y型柔性铰链。首先,借助ANSYS和ADAMS进行柔性铰链的回转中心、安装方式和行程要求的分析研究。接着,利用数控机床进行柔性铰链的加工制作。然后,利用光学坐标测量仪OPTOTRAK进行柔性铰链的轴漂测量实验。最后,进行了转动副并联平台、单片簧柔性铰链并联平台和Y型柔性铰链并联平台的圆轨迹实验。实验结果表明:Y型柔性铰链回转误差最大值为0.5962mm,Y型柔性铰链并联平台圆轨迹的误差最大值比转动副并联平台减小了42.7%。Y型柔性铰链可以很好地替换并联平台中的转动副,提高并联平台运动精度。 | 余跃庆 李清清 | 2017 | 光学精密工程2017，25，2： | 4 |
| 3 | 一种新型柔性铰链的设计、制作与试验研究显示文摘设计高精度的大变形柔性铰链,用以替代传统刚性运动副,对于具有一般宏观运动的机构及机器人具有重要理论和现实意义。提出10种柔性铰链设计方案,利用ANSYS和ADAMS仿真,通过性能比较优选出X型和Y型两种新型柔性铰链,再经过结构设计并加工制作出两柔性铰链,利用3D光学坐标测量仪OPTOTRAK对其进行轴漂测量,通过试验数据分析最终确定性能最优的X型柔性铰链,用其替换平面3-RRR并联机器人上的刚性转动副,进行了机器人动平台沿直径为100 mm圆运动的轨迹跟踪试验,并与单片簧柔性铰链及刚性铰链情况对比,试验结果表明:X型柔性铰链能够很好地替代并联机器人中的刚性转动副,采用X型柔性铰链时机器人末端最大误差仅为0.371 7 mm,比用刚性运动副和单片簧柔性铰链时分别减小了44.2%和31.1%,较大程度上提高了并联机器人的运动精度和综合性能。 | 余跃庆 李清清 | 2018 | 机械工程学报2018，54，13： | 3 |
| 4 | 新型单轴柔性铰链拓扑结构设计与柔度分析显示文摘采用基于三维连续体拓扑优化理论的变密度法,以柔性铰链柔度比最大为目标,建立了单轴柔性铰链的拓扑优化模型。首先,借助Opti Struct软件设计出一种具有全新三维拓扑结构的单轴柔性铰链;其次,结合卡氏第二定理和能量法对该新型柔性铰链的转动性能进行理论分析,推导出该新型柔性铰链的柔度矩阵,通过16组实例的理论计算和有限元仿真分析,得到其相对误差在6.35%以内,验证了该新型柔性铰链柔度矩阵理论公式的正确性;最后,分析了具有相同切口轮廓的圆弧型柔性铰链和新型柔性铰链的柔度差异。结果表明:新型柔性铰链具有更大的柔度,其柔度性能提升300%。使用三维连续体拓扑优化方法,可为单轴柔性铰链的设计提供一个新思路。 | 邱丽芳 陈海翔 吴友炜 | 2018 | 北京航空航天大学学报2018，44，6： | 2 |
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