胡俊峰，郝亚洲，徐贵阳

(江西理工大学机电工程学院 赣州， 341000)



传递矩阵法分析平面柔顺机构的振动特性*

胡俊峰，郝亚洲，徐贵阳

(江西理工大学机电工程学院 赣州， 341000)

为了分析柔顺机构的动态性能和力学传递关系，提出一种新型的基于传递矩阵法的振动力学模型。柔顺机构由若干个柔性铰链与杆件顺序联接而成，采用传递矩阵法描述其力学状态量的传递关系。将柔性铰链视为拉伸和弯曲变形的弹性梁，应用材料力学理论建立反映其自振性能的传递矩阵。将杆件视为刚体，采用动量矩定理建立其动力学模型，得到描述振动刚体的传递矩阵。按照柔顺机构的联接形式，将每个元件的传递矩阵进行拼装，得到系统总传递矩阵。总传递方程以柔顺机构的边界点状态矢量为未知变量，矩阵中的元素为机构结构参数和频率的函数。应用边界条件，可得柔顺机构的特征方程，通过求解方程可得系统的固有频率和振型。将外力纳入传递矩阵，建立反映外力激励与系统的关系的扩展传递矩阵以求解系统的频率响应。通过2种常用平面柔顺机构的动态性能分析，结果表明所建立模型的正确性，能精确描述柔顺机构力学传递关系。

传递矩阵法； 力学模型； 动态性能； 平面柔顺机构

引 言

目前，高精度、高分辨率的精密微操作平台在近代尖端科学研究领域占有极其重要的地位。微操作平台作为微技术和机器人技术交叉结合的产物，主要用于精确控制微细操作。……