基于柔性铰链的超磁致伸缩旋转驱动器角位移分析

摘要：

为满足大行程高精度角位移的需求,以尺蠖式运动为工作原理,设计了基于柔性铰链的超磁致伸缩旋转驱动器,通过上、下钳紧机构和驱动机构的配合,实现转子的角位移累积输出.将柔性铰链简化成超静定梁进行受力分析,确定其等效刚度,采用有限元法对刚度进行了模拟验证,模拟值和计算值吻合,最大相对误差为1.78％,进行模态分析和强度校核;根据电压定律、磁阻理论、线性压磁模型和动力学理论建立了角位移模型,搭建实验系统进行了实验测试.计算和实验结果表明:在工作电压和频率范围内,建立的角位移模型能准确的反映旋转驱动器的角位移输出,最大误差为8.55 μrad,最大相对误差为4.52％.旋转驱动器的最小和最大单步角位移分别为111.93 μrad和351.71 μrad,角位移输出稳定,最大相对误差为4.83％.

关键词：超磁致伸缩、旋转驱动器、柔性铰链、角位移、等效刚度

所属期刊栏目：39

分类号：TH703.8(仪器、仪表)

资助基金：国家自然科学基金51275525

在线出版日期：2020-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：138-144,180