【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及精密仪器，尤其涉及一种柔顺机构、电机及柔顺机构的设计方法。
技术介绍
1、柔顺机构由于其无摩擦、免装配、便于操作的特性被广泛应用于精密运动领域；非线性刚度特性在许多应用中越来越被需要，比如共振震动抑制、机器人的可变刚度关节等。
2、在对柔顺机构进行结构设计时，需要基于归一化参数下位移与驱动力的关系，柔顺机构的预加载轴向力的归一化参数下位移与驱动力的关系可以近似为，该预加载轴向力提供了一个自由度去方便的设计调节一次项（对应弹簧系数的常数项），而非线性项三次项无法直接设计调节，同时预加载轴向力需要额外的负载机构或测量传感器才能实现准确的轴向力加载，所以对于实际一次项的调节实现也较为复杂困难。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种柔顺机构及柔顺机构的设计方法，用以解决现有技术中的缺陷之一，实现在不改变位移-驱动力关系中一次项的基础上，通过调节引入的弹性件结构可以直接调节三次项非线性项的大小。
2、本专利技术提供一种柔顺机构，包括移动件和两个弹性件，两个所述弹性件的一端分别与所述移动件沿其轴向上的两端连接，两个所述弹性件的另一端均固定，两个所述弹性件可沿所述移动件的轴向方向形变。
3、根据本专利技术提供的一种柔顺机构，所述弹性件包括运动刚度调节件，所述运动刚度调节件的轴向与所述移动件的轴向平行设置，所述运动刚度调节件位于所述移动件的端部的同侧或相对设置的两侧。
4、根据本专利技术提供的一种柔顺机构，位于所述移动件的端部的同侧的多
5、根据本专利技术提供的一种柔顺机构，所述弹性件还包括两个位移约束件，两个所述位移约束件分别设置于所述移动件的两侧，所述位移约束件的轴向与所述移动件的轴向垂直设置。
6、根据本专利技术提供的一种柔顺机构，所述移动件包括平行梁和两个端块，两个所述端块分别与所述平行梁的两端连接，两个所述弹性件分别与两个所述端块连接。
7、根据本专利技术提供的一种柔顺机构，在所述运动刚度调节件位于所述移动件的端部的同侧的情况下，所述运动刚度调节件设置于两个所述端块之间或设置于两个所述端块的外侧。
8、根据本专利技术提供的一种柔顺机构，所述平行梁包括中间块以及对称设置于所述中间块两侧的第一初级梁和第二初级梁，所述中间块适于与磁阻电机的动子连接，所述第一初级梁与所述第二初级梁分别与两个所述端块连接。
9、本专利技术提供一种电机，包括磁路组件和如上所述的柔顺机构，所述磁路组件包括动子，所述动子与所述移动件连接。
10、本专利技术提供一种柔顺机构的设计方法，应用于如上所述的柔顺机构，包括：
11、获得第一初级梁和第二初级梁的非线性载荷-位移关系为：
12、（1）
13、其中， x为无量纲化处理后沿移动件轴向的位移； y为无量纲化处理后沿垂直于移动件轴向的位移； p为无量纲化处理后预加载轴向力； k为无量纲化处理后的弹性件的刚度系数； f y为无量纲化处理后的驱动力；为第一初级梁；为第二初级梁；， t是第一初级梁的面内厚度， l为第一初级梁与第二初级梁的长度； n为第一初级梁的数量；
14、几何相容条件为:
15、（2）
16、其中， s为中间块的重心； θ为初级梁的转角；
17、获得力平衡方程为：
18、（3）
19、其中， m为无量纲化处理后的扭矩， h为无量纲化处理后中间块沿移动件轴向的厚度；
20、结合方程式（1）、（2）和（3），获得带有四个未知参数的方程组：
21、（4）
22、方程组（4）解得
23、（5）
24、将方程式（5）与（2）带入方程式（1）可得
25、（6）
26、当设计参数满足时，方程式（6）换算获得
27、（7）
28、方程式（7）换算至无量纲化处理前为：
29、（8）
30、其中, ，为无量化处理前的中间块沿移动件轴向的厚度； e为杨氏模量；， k为运动刚度调节件产生的等效约束刚度，为运动刚度调节件的杨氏模量，为运动刚度调节件的高度，为运动刚度调节件的厚度，为运动刚度调节件的长度；
31、通过改变刚度系数 k调整 y s的三项系数，以实现柔顺机构的非线性解耦设计。
32、根据本专利技术提供的一种柔顺机构的设计方法，所有平动和长度参数由第一初级梁和第二初级梁的长度无量纲化，力由无量纲化，动量由无量纲化，刚度系数由无量纲化；与分别代表杨氏模量与截面惯性矩。
33、本专利技术实施例提供的柔顺机构，在移动件的两端设置弹性件，当移动件在受到垂直于其轴向方向的驱动力后，移动件变形进而带动其端部的弹性件也发生形变，当柔顺机构设置于混合磁阻电机时，电机的动子驱动柔顺件变形，同时本专利技术的柔顺机构作为非线性柔顺机构具有非线性的正刚度，混合磁阻电机具有固有的非线性负刚度。非线性柔顺机构的正刚度变化经过设计可以部分抵消非线性负刚度与变电机常数的影响，从而减小谐振频率随位置发生的变化。因此在对柔顺机构进行设计时，需针对其一次项系数与三次项系数进行设计，才能最大程度抵消非线性负刚度与电机常数的负面影响。
34、本专利技术提供的一种非线性解耦设计的柔顺机构，能够在不改变位移-驱动力关系中一次项的基础上，通过调节引入的弹性件可以直接调节三次项非线性项的大小。即本专利技术将现有技术中移动件的两端直接固定改为用弹性件进行约束，通过改变弹性件的设计参数，如改变其长度、宽度、高度等，或者通过选用特定材料的弹性件，材料的弹性模量随温度以及磁场变化而引起弹性件的刚度变化，以此设计或调节弹性件即可实现对移动件的位移-驱动力非线性关系的调节，且对线性项的影响可忽略。
35、除了上面所描述的本专利技术解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本专利技术的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种柔顺机构，其特征在于：包括移动件和两个弹性件，两个所述弹性件的一端分别与所述移动件沿其轴向上的两端连接，两个所述弹性件的另一端均固定，两个所述弹性件可沿所述移动件的轴向方向形变。
2.根据权利要求1所述的柔顺机构，其特征在于：所述弹性件包括运动刚度调节件，所述运动刚度调节件的轴向与所述移动件的轴向平行设置，所述运动刚度调节件位于所述移动件的端部的同侧或相对设置的两侧。
3.根据权利要求2所述的柔顺机构，其特征在于：位于所述移动件的端部的同侧的多个所述运动刚度调节件以所述移动件的轴向为轴对称设置。
4.根据权利要求2所述的柔顺机构，其特征在于：所述弹性件还包括两个位移约束件，两个所述位移约束件分别设置于所述移动件的两侧，所述位移约束件的轴向与所述移动件的轴向垂直设置。
5.根据权利要求2至4任意一项所述的柔顺机构，其特征在于：所述移动件包括平行梁和两个端块，两个所述端块分别与所述平行梁的两端连接，两个所述弹性件分别与两个所述端块连接。
6.根据权利要求5所述的柔顺机构，其特征在于：在所述运动刚度调节件位于所述移动件
7.根据权利要求5所述的柔顺机构，其特征在于：所述平行梁包括中间块以及对称设置于所述中间块两侧的第一初级梁和第二初级梁，所述中间块适于与磁阻电机的动子连接，所述第一初级梁和所述第二初级梁分别与两个所述端块连接。
8.一种电机，其特征在于：包括磁路组件和权利要求1至7任意一项所述的柔顺机构，所述磁路组件包括动子，所述动子与所述移动件连接。
9.一种柔顺机构的设计方法，其特征在于：应用于权利要求5至7任意一项所述的柔顺机构，包括：
10.根据权利要求9所述的柔顺机构的设计方法，其特征在于：所有平动和长度参数由第一初级梁和第二初级梁的长度无量纲化，力由无量纲化，动量由无量纲化，刚度系数由无量纲化；与分别代表杨氏模量与截面惯性矩。
...【技术特征摘要】
1.一种柔顺机构，其特征在于：包括移动件和两个弹性件，两个所述弹性件的一端分别与所述移动件沿其轴向上的两端连接，两个所述弹性件的另一端均固定，两个所述弹性件可沿所述移动件的轴向方向形变。
2.根据权利要求1所述的柔顺机构，其特征在于：所述弹性件包括运动刚度调节件，所述运动刚度调节件的轴向与所述移动件的轴向平行设置，所述运动刚度调节件位于所述移动件的端部的同侧或相对设置的两侧。
3.根据权利要求2所述的柔顺机构，其特征在于：位于所述移动件的端部的同侧的多个所述运动刚度调节件以所述移动件的轴向为轴对称设置。
4.根据权利要求2所述的柔顺机构，其特征在于：所述弹性件还包括两个位移约束件，两个所述位移约束件分别设置于所述移动件的两侧，所述位移约束件的轴向与所述移动件的轴向垂直设置。
5.根据权利要求2至4任意一项所述的柔顺机构，其特征在于：所述移动件包括平行梁和两个端块，两个所述端块分别与所述平行梁的两端连接，两个所述弹性件分别与...
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