柔性微抓取器的机构优化与性能研究

"这篇论文是2007年9月发表于《上海交通大学学报》第41卷第9期的科研成果，作者包括钱嘉俊、殷跃红、王化明和朱剑英，主要研究领域为自然科学，具体涉及柔性微抓取器的机构分析与设计优化。文章探讨了在微小零件装配过程中，如何通过改进柔性微抓取器的设计来提高其性能。" 正文: 在微电子和精密机械领域，微小零件的精确装配是一个重大挑战。柔性微抓取器因其能够适应微小尺度和复杂形状的零件而被广泛应用。本文针对这一需求，深入研究了一种基于单轴柔性铰链位移放大机构的柔性微抓取器。 首先，论文进行了理论分析和有限元仿真，揭示了传统柔性铰链在实际应用中存在的问题。柔性铰链虽然能实现大范围的无刚性接触运动，但其在承受负载时易产生形变，影响抓取精度和稳定性。这表明，传统的柔性铰链设计在微纳尺度下可能不足以满足高精度抓取的要求。 为解决这一问题，作者提出了创新性的改进设计——用柔性梁代替柔性铰链作为抓取器的运动副。柔性梁具有更好的刚度和强度，能够在保持灵活运动的同时减少不必要的形变。这种设计改进旨在提高抓取器的精度和耐用性，确保在微小零件的抓取过程中能更好地保持稳定性和控制力。 接下来，通过理论计算和有限元分析，作者进一步验证了采用柔性梁的新型抓取器在力学性能和工作性能上的优越性。这种方法能够更精确地模拟和预测抓取器在各种工况下的行为，为优化设计提供了数据支持。 最后，实验验证了改进后柔性微抓取器的可行性。实验结果表明，采用柔性梁的抓取器在实际操作中表现出更好的性能，能够有效地抓取和操纵微小零件，满足了微装配过程中的精度和可靠性要求。 这篇论文在柔性微抓取器的设计上取得了重要的进展，提出的柔性梁替代方案不仅解决了传统柔性铰链的不足，还为微纳米操作技术的发展提供了新的思路。这项工作对于提升微小零件装配的自动化水平，尤其是在精密制造、生物医疗等领域的应用，具有重要的理论和实践价值。