二级杠杆式微牛级微力发生机构

• 作者: 刘和亮 刘正士 王勇 胡珊珊
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 微牛级微力 柔性铰链 二级杠杆式微力发生机构 有限元分析 优化设计
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 2527-2535
• 页数: 9页
• 分类号: TP132
• 字数: 5170字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20182610.2527

摘要

针对力传感器标定系统难以精确加载微牛级微力的现状,设计了一种二级杠杆式微力发生机构.首先,在比较了常用柔性铰链精度性能的基础上,介绍了微力发生机构的工作原理.然后,在考虑杆件变形和柔性铰链中心偏转的基础上,分析了各级杠杆和各柔性铰链的受力和能量传递情况,推导了二级杠杆式微力发生机构力缩小倍数的理论计算方法,并以实现某一力缩小倍数为设计目标,据此提出了微力发生机构的优化设计方法.接着,进行有限元仿真分析,得到了不同输入力下的力值响应特性.最后搭建了微力发生机构的性能实验测试平台.结果表明,有限元分析、实验结果与理论力值间的最大误差分别为5.501％和7.391％,实验非线性误差为2.89％,可实现0～500 μN的微力加载.认为力缩小倍数满足设计要求,验证了采用该优化设计方法准确设计二级杠杆式力柔顺机构、提高微力加载精度的有效性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘正士	合肥工业大学机械工程学院	134	2057	22.0	39.0
2	王勇	合肥工业大学机械工程学院	180	1082	14.0	24.0
3	刘和亮	合肥工业大学机械工程学院	1	1	1.0	1.0
4	胡珊珊	合肥工业大学机械工程学院	3	3	1.0	1.0