精密微动缩小机构设计与刚度分析

来源：农业机械学报杂志2025年第3期北京时间：

作者：杨满芝，王悦，张晓栋，张传伟，韩飞燕，冯斌

单位：西安科技大学,西安科技大学,西安科技大学,西安科技大学,西安科技大学,西安科技大学,

摘要：精密微动缩小机构能够提供较小空间内精密运动位移，可广泛应用于微电子、医疗器械和芯片封装等精密操作领域。本文基于柔性铰链杠杆原理和无附加运动原理设计一种精密微动缩小机构，该机构能够将输入位移按照2∶1精密缩小，且在运动过程中无附加力及位移。通过等效刚度法对所设计的精密微动缩小机构进行刚度分析，计算得到该机构理论刚度为75.72 N/μm；采用有限元法分析得到精密微动缩小机构刚度为74.06 N/μm；采用实验法测得到精密微动缩小机构刚度为68.86 N/μm。理论分析结果与有限元分析结果误差为2.19%，理论分析结果与实验结果误差为9.06%，分析结果验证了等效刚度法分析方法的有效性及精确性。研究结果对精密微动机构设计及刚度分析具有重要的理论参考价值。

关键词：微动缩小机构;刚度分析;等效刚度法;杠杆原理

基金资助：国家自然科学基金面上项目（52475537）、西安市科技计划项目-科学家+工程师队伍建设项目（24KGDW0029）、陕西省教育厅服务地方专项项目（23JC050）、陕西省创新能力支撑计划项目（2021TD-27）和西安市碑林区科技计划项目（GX2434）