[发明专利]柔性曲柄滑块机构的伪刚体模型

说明书

技术领域

本发明涉及连接件技术领域，具体涉及柔性曲柄滑块机构。

背景技术

柔性机构通过柔性杆的柔性变形来传递运动和力。相对刚性机构而言，这种机构有许多优点，如：杆之间采用较少刚性关节或者没有刚性关节的联结形式，减少机构制造和装配时间，机构的整体加工特性及操作精度较高等。但由于柔性杆的偏移变形较大，且经常作往复运动，它所承受的是交变载荷的作用，这势必导致在杆的柔性关节处产生循环交变的应力，而这种应力是影响机构寿命和使用效率的一个主要因素，疲劳破坏是其主要失效形式。因此，如何设计柔性元件使得它们具有足够的疲劳强度来抵抗疲劳破坏是柔性机构设计所面临的一个重要问题。

对机构中的柔性元件来说，其疲劳强度和屈服应力取决于材料特性、横截面积及杆长等随机变量。但是大都只是在静态假设情况下分析杆的应力特点，没有考虑柔性杆受运动效果的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性曲柄滑块机构的伪刚体模型，以解决设计柔性元件时大都只是在静态假设情况下分析杆的应力特点，没有考虑柔性杆受运动效果的影响的问题。 

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：提供了一种柔性曲柄滑块机构的伪刚体模型，其特征在于：包括曲柄和柔性杆，曲柄能整周回转，柔性杆的一端与曲柄的自由端铰接，柔性杆的另一端通过特征关节与滑块铰接。

所述特征关节内设置有扭簧。

本发明的有益效果是：本发明考虑了柔性杆的运动情况，用影响疲劳强度的随机变量的概率假设方法来论述柔性曲柄滑块机构的优化设计问题。本发明是基于柔性机构的伪刚体模型，可再结合概率、疲劳、机构结构等知识，考虑机构运动的动力效果影响，以提出了一种柔性曲柄滑块机构的优化设计方法。

附图说明

图1（a）和图1（b）柔性曲柄滑块机构及其伪刚体模型。

其中，AO、曲柄；AB、柔性杆；K、特征关节；B、滑块。

具体实施方式

如图1所示，该柔性曲柄滑块机构的伪刚体模型，包括曲柄AO和柔性杆AB，曲柄AO能整周回转，柔性杆AB的一端与曲柄AO的自由端铰接，柔性杆AB的另一端通过特征关节K与滑块B铰接。

所述特征关节K内设置有扭簧。

本发明考虑了柔性杆的运动情况，用影响疲劳强度的随机变量的概率假设方法来论述柔性曲柄滑块机构的优化设计问题。本发明是基于柔性机构的伪刚体模型，可再结合概率、疲劳、机构结构等知识，考虑机构运动的动力效果影响，以提出了一种柔性曲柄滑块机构的优化设计方法。