垂直载荷对交叉簧片柔性铰链准恒定转动刚度的影响分析
来源：机械工程学报杂志2018年第3期北京时间：
作者：李永振, 毕树生, 赵宏哲, 杨其资, 张述卿
单位：1. 北京航空航天大学机器人研究所 北京 100191;2. 北京控制工程研究所 北京 101500
摘要：交叉簧片柔性铰链的转动刚度特性对设计人员是需要重点考虑的，但一些相关的特性尚未被揭晓。通过对应用于静平衡仪的交叉簧片柔性铰链转角公式推导过程中保留垂直载荷的二阶项，建立铰链的转角-载荷模型。分析包含垂直力载荷高阶项的转动刚度和垂直力刚度，更好地描述了垂直载荷、几何参数对铰链刚度的影响。研究发现，只有垂直载荷及铰链转动角度均相对较小时，铰链才具有近似常值的转动刚度，并且随着垂直载荷的增加，铰链转动刚度趋于不断增大。当旋转角度较大时，垂直载荷作为铰链转动的驱动力，将会使铰链转动刚度的非线性特征体现的更明显。通过有限元仿真分析和试验验证了该类铰链的刚度特性，从而为交叉簧片柔性铰链的应用提供了依据。
关键词：垂直载荷,刚度特性,交叉簧片柔性铰链,近似恒定转动刚度；
基金资助：国家自然科学基金（51275017，51675015）和北京市自然科学基金（L150002）资助项目。
