【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于柔性微位移放大机构设计领域，涉及一种具有曲梁的柔性位移放大机构参数化建模方法。
技术介绍
1、压电陶瓷叠堆具有高刚性、高带宽和快速频率响应等优点，已被广泛应用于微机电、航空航天工程和许多其他工程领域。然而，压电陶瓷执行器仅能输出自身极化方向上长度的0.1％的位移行程，无法满足大多数工程应用需求。因此，需要开发柔性微位移放大机构来放大压电陶瓷叠堆的行程。
2、现有的柔性微位移放大机构可分为以下几类：杠杆型、桥型、菱形型和scott-russell型。其中，桥式微位移放大机构由于其紧凑的尺寸和相对较大的位移放大比而引起了研究人员的极大兴趣。基于桥式位移放大机构，研究人员开发了许多具有更高放大比的复合多级微位移机构。由于桥式位移放大机构在柔性机构设计中发挥着重要作用，有必要建立高效、准确的桥式位移放大机构的分析模型。许多研究工作者针对桥式位移放大机构的力学建模开展了丰富且具有意义的研究工作。例如lobontiu等人基于卡式第二定理建立了桥式位移放大机构的放大比和刚度的分析模型，并进一步分析了柔性铰链厚度、铰链间夹角等结构参数对位移放大比和输出刚度的影响。ma等人利用弹性梁理论建立了桥式位移放大机构位移放大比的解析模型，由于没有考虑连接梁的变形，理论模型的精度较低。目前针对桥式位移放大机构分析模型的研究主要集中于对具有直梁形柔性铰链和连接梁的柔性位移放大机构，缺乏对具有其他形状连接梁的桥式位移放大机构的建模方法。而柔性连接梁可以是各种形状，例如椭圆形和彩虹形，连接梁的形状会显著影响柔性位移放大机构的性能。>
技术实现思路
1、针对上述现有建模方法中存在的问题，本专利技术提供了一种具有曲梁的桥式柔性微位移放大机构参数化建模方法。本专利技术通过非均匀有理b样条(nurbs)曲线对曲线型连接梁进行参数化建模，并基于卡式第二定理建立了柔性位移放大机构位移放大比和输入输出端刚度的分析模型。本专利技术提供的方法可以通过调整曲梁控制点的位置及控制点权系数的大小来改变曲梁的形状，进而达到优化设计桥式位移放大机构的目的。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种具有曲梁的桥式柔性微位移放大机构参数化建模方法，包括以下步骤：
4、步骤1、将桥式柔性位移放大机构按照连接梁、输入和输出端梁为基本单元进行离散，并按照几何连接顺序标注单元次序；
5、步骤2、依次建立各梁单元的局部坐标系；
6、步骤3、用nurbs曲线对连接梁进行建模，得到连接梁在局部坐标系中的函数表达式；所述步骤3中的nurbs曲线表达式为：
7、
8、公式(1)中，k为节点矢量，n为控制点个数，p(k)为曲线上的位置向量，ri为权系数，pi为控制点坐标，ni,m(k)为m次样条基函数，具体为：
9、
10、步骤4、对各梁单元进行受力分析，得到各梁单元的内力表达式、边界条件和载荷；
11、步骤5、根据得到的各梁单元的内力表达式、边界条件和载荷，建立各梁单元的应变能表达式；
12、步骤6、根据得到的各梁单元的应变能表达式，采用卡式第二定理法得到桥式柔性位移放大机构的位移放大比和输入输出端刚度分析模型。
13、所述步骤2中，所述局部坐标系为二维笛卡尔坐标系。
14、本专利技术利用nurbs曲线对曲线型连接梁进行参数化建模，能够准确的描述曲线型柔性连接梁的几何特征，提高了桥式位移放大机构分析模型的精度；除此之外，通过改变曲线型连接梁的控制点坐标和对应的权系数，能够很方便的实现对曲线型梁几何形状的控制，为优化设计桥式位移放大机构的形状和尺寸提供高效的力学模型。
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1.一种具有曲梁的桥式柔性位移放大机构参数化建模方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的具有曲梁的桥式柔性位移放大机构参数化建模方法，其特征在于：所述步骤2中，局部坐标系为二维笛卡尔坐标系。
【技术特征摘要】
1.一种具有曲梁的桥式柔性位移放大机构参数化建模方法，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1...
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