摘要：微位移放大机构常常用来扩大压电陶瓷致动器的行程范围。鉴于差动式微位移放大机构具有"小结构大倍数"的特点,设计了一种新型二级差动式杠杆微位移放大机构。应用矩阵表示法对其进行了运动静力学分析,在此基础之上,以柔性铰链的分布位置及其几何特征参数为优化变量,并以提高位移放大比和减小最大应力为目标函数建立一种双目标优化模型。机构经过优化设计后位移放大倍数高达48倍,并对其进行有限元仿真分析,计算结果为44倍,理论模型与有限元模型的误差小于10%。结果表明:提出的优化模型具有准确性和高效性,同样可适用于其他柔性铰链机构的优化设计。

关键词：位移放大机构 柔性铰链 矩阵表示 运动静力学 优化设计 

单位：西安电子科技大学机电工程学院; 西安710071; 西安交通大学机器人与智能系统研究所; 西安710049