江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司  柔性機(jī)構(gòu)與精密工程

伴隨著微納米科技浪潮所引發(fā)的制造、信息、材料、生物、醫(yī)療和國(guó)防等眾多領(lǐng)域的革命性變化，使得柔性機(jī)構(gòu)在微電子、光電子元器件的微制造和微操作、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、生物醫(yī)學(xué)工程等這些定位精度要求一般在亞微米級(jí)甚至納米級(jí)的領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。例如，基于傳統(tǒng)剛性鉸鏈結(jié)構(gòu)的商用精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)所能達(dá)到的分辨率極限是50 nm、精度1 mm，很難突破這一瓶頸。而柔性定位平臺(tái)可以使同類(lèi)產(chǎn)品的精度提高1～3個(gè)數(shù)量級(jí)。在精微領(lǐng)域，柔性機(jī)構(gòu)可以設(shè)計(jì)作為精密運(yùn)動(dòng)定位平臺(tái)、超精密加工機(jī)床、精密傳動(dòng)裝置、執(zhí)行器、傳感器等。表1給出了常用柔性精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的類(lèi)型及典型應(yīng)用。

柔性機(jī)構(gòu)在精密工程中的應(yīng)用極其廣泛，具有不可估量的發(fā)展前景。同時(shí)，隨著應(yīng)用逐步深化，設(shè)計(jì)要求不斷提高，對(duì)研究人員不斷提出新的挑戰(zhàn)。目前該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)主要體現(xiàn)在：① 新構(gòu)型設(shè)計(jì)與綜合，特別是運(yùn)動(dòng)解耦設(shè)計(jì);② 大行程(或大轉(zhuǎn)角)、高精度柔性設(shè)計(jì);③ 高剛度、高頻響柔性設(shè)計(jì);④ 超精密柔性系統(tǒng)集成等。

柔性機(jī)構(gòu)與仿生機(jī)器人

在仿生機(jī)械及機(jī)器人領(lǐng)域，柔性機(jī)構(gòu)也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。各種新型柔性關(guān)節(jié)及驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)發(fā)大大改善了仿生機(jī)械及仿生機(jī)器人的靈活性與機(jī)動(dòng)性，如多足機(jī)器人、蛇形臂等。另外，由于尺度效應(yīng)對(duì)微小型生物的影響起著支配作用，因此在微小型仿生機(jī)械的研究及研制過(guò)程中，也很難離開(kāi)柔性的作用。目前柔性在微小型仿生機(jī)械的應(yīng)用越來(lái)越多，如微小型飛行器、機(jī)器魚(yú)、仿生爬蟲(chóng)、機(jī)器跳蚤、仿生壁虎等。

柔性機(jī)構(gòu)已滲入仿生機(jī)械及仿生機(jī)器人的各個(gè)領(lǐng)域。從彈性材料到柔性軟體材料，從集中柔性到全柔性，從剛?cè)狁詈系饺嵝攒涹w，從驅(qū)動(dòng)&感測(cè)&執(zhí)行元件分立到三者的有機(jī)集成，同時(shí)借助3D打印技術(shù)、智能材料的迅猛發(fā)展，柔性仿生機(jī)器人變得越來(lái)越智能，也越來(lái)越逼近人類(lèi)對(duì)仿生機(jī)器人的期望。有理由相信，隨著智能制造、機(jī)器人、智能材料、生物醫(yī)學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域日益的交叉與融合，柔性仿生機(jī)器人有著非常光明的應(yīng)用前景。

柔性智能結(jié)構(gòu)

近年來(lái)智能結(jié)構(gòu)成為發(fā)達(dá)國(guó)家重視的新材料高技術(shù)體系。柔性機(jī)構(gòu)中，能量先以應(yīng)變能的形式儲(chǔ)存，然后釋放出來(lái)去執(zhí)行一些有用的任務(wù)。柔性機(jī)構(gòu)的固有彈性使其更容易與其他非機(jī)械作用相結(jié)合，不需要附加彈簧來(lái)恢復(fù)機(jī)構(gòu)到原始位置，在機(jī)構(gòu)內(nèi)部它也可以與傳感器有機(jī)融合。因此，柔性機(jī)構(gòu)與智能結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)集成在航空航天、機(jī)器人和醫(yī)療外科領(lǐng)域具有重要的科學(xué)探索價(jià)值和巨大的應(yīng)用潛能。如用柔性智能結(jié)構(gòu)制作的一種“柔性機(jī)翼”，可在各種飛行速度下始終自動(dòng)保持最佳翼型，大幅度提高了飛行效率，并可對(duì)出現(xiàn)的危險(xiǎn)振動(dòng)自行抑制;柔性智能結(jié)構(gòu)用于潛艇，可抑制噪聲傳播;用于地面車(chē)輛可提高車(chē)輛的性能和乘坐舒適度。處于大同盆地地震帶上的山西應(yīng)縣木塔，自1056年建成以來(lái)，經(jīng)歷了多次自然災(zāi)難的洗禮之后仍安然無(wú)恙。研究發(fā)現(xiàn)，這些結(jié)構(gòu)大多采用了具有柔性的木質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)吸收振動(dòng)的能量

山西應(yīng)縣木塔

有關(guān)柔性智能結(jié)構(gòu)的研究總體處于起步階段，目前多集中在平面結(jié)構(gòu)或者只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的自適應(yīng)功能結(jié)構(gòu)。因此，柔性智能結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域仍有大量可以挖潛的空間，譬如復(fù)雜自適應(yīng)柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與應(yīng)用(如用于靈巧仿生手爪的設(shè)計(jì))等。

幾種頗具應(yīng)用前景的新型柔性機(jī)構(gòu)

柔性機(jī)構(gòu)研究的早期，利用能量?jī)?chǔ)存特性的柔性雙穩(wěn)態(tài)及多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)等因其特有的應(yīng)用場(chǎng)合而得到了廣泛的研究。隨著研究的深入，越來(lái)越多的頗具應(yīng)用前景的新型柔性機(jī)構(gòu)被挖掘出來(lái)，如胞元式柔性機(jī)構(gòu)、輔助接觸式柔性機(jī)構(gòu)、平板折展機(jī)構(gòu)、柔性靜平衡機(jī)構(gòu)等。

鳳谷工業(yè)爐集設(shè)計(jì)研發(fā),生產(chǎn)銷(xiāo)售,培訓(xùn)指導(dǎo),售后服務(wù)一體化,專(zhuān)利節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,每年為企業(yè)節(jié)省40%-70%的能源成本,主要產(chǎn)品加熱爐,工業(yè)爐,節(jié)能爐,蓄熱式爐,垃圾氣化處理設(shè)備，歡迎致電咨詢(xún):0510-88818999