基于柔性铰链的微力发生装置的设计

发布时间：2020-05-07 21:22

【摘要】：三维流速传感器在海洋流速测量中扮演着很重要的角色,对其标定需要μN级的稳定微力,现有的力标定技术难以满足标定要求。本论文以国家自然科学基金项目“可测上升流的三维瞬时海流传感器的研究”(No.41076061)为背景,研制出一种基于柔性铰链的微力发生装置以标定三维流速传感器。 本文首先构建了微力传感器标定系统,在此基础上提出了一种基于柔性铰链的微力发生装置。此装置运用二级杠杆的力缩小原理来缩小现有砝码力,采用准对称方式减小了侧向耦合误差,同时通过差动的方式增大了输出端位移；运用柔性铰链作为支撑并传递力和位移,对微力发生装置进行受力分析,建立装置的力学模型。通过理论分析和参数化处理,得出理论上力缩小倍数；建立微力发生机构模型,运用有限元软件对装置的连接杆、过渡杆、二级杠杆的长度、宽度、高度及支撑铰链和连接铰链的最小厚度进行了优化分析,找出了各结构参数与最大输出位移及力缩小倍数之间的关系。在优化分析后得到各结构的最佳参数,并对优化后的微力发生装置进行了有限元计算,得出优化后的力缩小倍数,建立了最终的传感器标定模型。结果表明该装置能够产生微牛级力,满足设计要求。此装置结构简单、操作方便,可广泛运用于各种需要加载垂直微力的场合,有良好应用前景。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P716.21

【参考文献】

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本文编号：2653565