12、可重构新型恒力机构与气动双摆研究

可重构新型恒力机构与气动双摆研究

在机械设计与能源利用领域，新型恒力机构和气动双摆系统有着重要的研究价值。下面将分别对可重构新型恒力机构和带有非线性弹性弹簧的气动双摆进行详细介绍。

可重构新型恒力机构

可重构新型恒力机构通过数学模型揭示了在大范围产生恒力的能力。其扭矩 - 偏转角关系可通过调整初始预紧力和配置来改变，并且能在理论平衡预紧力下实现恒力行为。

数学模型与仿真

• 扭矩公式 ：(T_e = 4 \cdot N^2 \cdot K \cdot l_3 \cdot l_1 \cdot \sin \alpha) ，通过比较不同方程可知，配置系数 (N^2) 是一个关键差异点，调整参数 (N) 可在广泛的应用范围内实现平衡状态。
• 仿真设置 ：设置参数 (K = 0.4 N/mm)，(L_1 = 15 mm)，(L_2 = 120 mm)，(L_3 = 30 mm) ，代入平衡条件方程后，该新型机构在不同配置 (N = 1, 2, 3) 下可分别提供恒定力 (F_e = 6, 24, 54 N)。
• 仿真结果 ：仿真展示了扭矩 - 偏转角行为随预紧力的变化。新型恒力机构能在预紧力 (F_p) 下产生平衡力 (F_e) ，增加参与模块的数量，平衡力的范围会成比例增加。

配置 (N)	平衡力 (F_e) (N)	理论预紧力 (F_p) (N)