曾勇涛

0 引言

在日常生产使用的过程中，发现客户对于现场的给定空间的设计往往需要严格控制尺寸，还要满足触发要求，故需要在有限的空间实现局部位移放大，针对这种常规的一些需求，设计一款二级杠杆机构，以适应不同放大位移和力的应用场合，并通过模块化的设计理念，适合安装调试，使得机构通用性更强。

1 放大机构的理论分析

杠杆原理[1]是应用最广的，一根杆，一个支点，通过力臂平衡的原理，一旦支点固定，力臂×力值支点两边相等，杠杆又分称费力杠杆、省力杠杆和等臂杠杆，杠杆原理也称为“杠杆平衡条件”，要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩（力与力臂的乘积）大小必须相等。即：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1× L1=F2× L2。式中，F1表示动力，L1表示动力臂，F2表示阻力，L2表示阻力臂。从上式可看出，要使杠杆达到平衡，力臂和力成反比，动力臂是阻力臂的几倍，阻力就是动力的几倍。

在实际使用机构应用的时候经常会出现需要放大位移，在有限的空间内，输出更大的位移，实现特定的功能。

图1 结构简图

（1）放大机构简图

如图1，上面一段是一根杠杆，左边施加力F1，杆杆原理，对应的力为F2=mF1，下面是另一根杠杆，F2和F2′是反作用力，F2=F2’，而且F3=nF2’，根据力学公式，可知F3=m×n×F1

（2）实际应用中，对位移有放大或缩小的需求，可以按照需求设计一种M倍（M是按照设计要求设定）的位移放大机构[2]，限于安装空间小，结构简单，易于制造加工，安装方便的机构，初步分析下来可以设计成如图2。……