交叉簧片柔性虎克铰在静平衡仪中的应用及性能测试

来源：机械工程学报杂志2015年第21期北京时间：

作者：张述卿, 毕树生, 赵宏哲, 宗光华, 刘浪

单位：北京航空航天大学机器人研究所北京 100191北京航空航天大学机器人研究所 北京 100191

摘要：通过对广义交叉簧片柔性铰链转角公式的分析，揭示了铰链刚度和仪器灵敏度之间的关系。为了避免垂直载荷的变化对铰链转动刚度的影响，设计具有恒定转动刚度的交叉簧片柔性虎克铰，并以柔性虎克铰为转动支撑单元搭建针对万向节装置不平衡力矩测量的两自由度柔性静平衡仪。通过对沿特定方向特定量不平衡力矩的测量，在0～7 000 g有效载荷范围内对仪器分别沿x轴和y轴不平衡力矩测量的同步灵敏度进行测试。结果表明，所搭建的柔性静平衡仪各轴的灵敏度约为1.1 g·mm，灵敏度基本不受仪器有效载荷变化的影响，而且仪器各轴同步测量的灵敏度基本一致。所设计具有恒定转动刚度的交叉簧片柔性虎克铰的转动性能及承载性能优良。

关键词：不平衡力矩,恒定转动刚度,虎克铰,静平衡仪,万向节装置,交叉簧片柔性铰链；

基金资助：国家自然科学基金(51105014, 51275017)和教育部博士点基金(2011 1102130004)资助项目