SCI-TECHINNOVATION&PRODUCTIVITYNo.1Jan.2023，TotalNo.348基于附加弹簧摇杆滑块的柔顺恒力机构设计收稿日期：2022－05－28；修回日期：2022－06－19作者简介：喻泽先（1998—），男，江西宜春人，在读硕士，主要从事柔顺机构设计研究，E-mail：yuzexian0118@qq.com。喻泽先，赵旭，权紫晴摘要：文章阐述了一种能够实现恒力特性的柔顺机构，对设计的理论模型、具体构型和仿真结果进行了说明。基于附加弹簧摇杆滑块机构建立了理论分析模型，并通过虚功原理推导出运动静力学方程，再根据刚体替换综合法建立了柔顺恒力机构的具体构型，并利用有限元分析软件验证该模型的准确性与可行性。关键词：恒力特性；柔顺机构；虚功原理；刚体替换综合法中图分类号：TH112文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2023.01.096（安徽理工大学机械工程学院，安徽淮南232001）文章编号：1674-9146（2023）01－096－02柔顺机构通过材料的变形来传递运动、力或能量[1]。相对于传统的刚性机构，有如下优点：可整体加工且无需安装、结构紧凑、可减少摩擦磨损、无须润滑等，因此在诸多领域应用广泛。姚兴田等[2]基于滑块摇杆机构，设计了一种柔性三指机器人手爪；金开放[3]基于新型柔顺铰链的Sarrus恒力机构、力可调的刚度组合型柔顺恒力机构以及恒转矩柔顺铰链，设计了3种大行程柔顺恒力机构；张凯等[4]基于附加弹簧的双滑块四杆机构，设计了一种柔顺恒力夹持机构。本文基于附加弹簧摇杆滑块机构，建立理论分析模型，通过虚功原理推导出运动静力学方程，再根据刚体替换综合法构建出柔顺恒力机构具体构型，并利用有限元分析软件验证了该模型的可行性与准确性。1建立理论模型图1为附加弹簧摇杆滑块机构运动简图，在固定点A中心处建立空间坐标系O-xyz，连架杆AB与固定点A铰接，连杆BC与连架杆AB通过B点铰接，两杆的长度分别为r1，r2。A，C之间的初始水平距离为x0，A，C点的垂直距离为h，3个转动副处的扭簧刚度分别是KA，KB，KC，设A，B，C处的初始角度分别为θA0，θB0，θC0，运动过程中A，B，C处的角度分别为θA，θB，θC，C1的横坐标为x，从右侧给滑块C一个驱动力F，滑块C沿x轴负方向移动。设定x轴和y轴的单位向量分别为i，j，过原点O垂直纸面向外为z轴正方向（z轴的单位向量为k）。根据几何关系和余弦定理，可得表达式为θA=arccos（h2+x0xh4+x2h2+h2x02+x2x02■）+arccos（r12+x2+h2－r222r1x2+h2■）+θA0（1）同理可得θB，θC。在运动过程中A处角位移矢量表...
