给定4R开链的八杆机构解域综合理论与方法

针对八杆机构四位置尺寸综合问题,提出了一种解域综合方法。首先根据给定4R开链的4个位置求解出满足要求的解曲线,并根据解曲线的可行区段建立解域。应用提出的八杆机构运动缺陷判断方法剔除解域中存在运动缺陷的机构,最后根据实际要求建立约束条件形成可行解域。设计者可以从可行解域中快速准确地挑选出满足要求的机构。解域综合方法有效地解决了八杆机构四位置尺寸综合问题,为八杆机构的综合及在现实中得到更广泛的应用提供了行之有效的新理论和方法。最后举例说明了八杆机构的四位置综合过程。     

单自由度平面六杆手指机构解域综合方法

为适应机器人手指多用途、多尺寸的设计要求,提出一种基于单自由度平面六杆机构解域的手指机构设计综合方法。根据平面六杆机构4个给定的运动位置可得到无穷多机构解,将这些机构解表示在一个平面域上,该域称为解域。本文给定平面六杆机构的4个运动位置,限制待求铰链点的坐标范围,通过给出的铰链点曲线求解方法,得到铰链点解曲线和可行段,对可行段进行分段,得到解域,在此基础上,引入力传递性能指标K,限定其范围,对解域进行进一步的筛选,得到新的可行解域,并得到K在解域上的分布规律,最终可在新解域中选择满足全部条件的机构作为机构解。K值的引入使得所得的机构具有较好的力学性能。解域上的每一点均为满足要求的平面六杆机构,可根据设计的目的(如仿生手指、康复手指等)选择不同的机构进行手指的设计。从新可行解域中选择一个机构设计手指样机,该样机证明了所提出方法的正确性和有效性。     

特殊情况下直线机构解域分析与综合方法

当给定鲍尔点与机架共线、瞬心点与一个机架点重合时,曲率驻点曲线退化成两条直线,在其中与机架垂直的直线上任意给定一个连架杆,即可综合出一个四杆直线机构。提出了直线机构综合公式,并根据曲柄机构存在条件,推导了曲柄解域计算公式。以一个固定铰链点为坐标原点,在整个机构坐标平面内绘制出曲柄机构解域图,讨论了其中一些特殊点的机构综合问题。根据不同的设计要求确定评价函数,自动计算生成可行解域图及其局部和全局最优机构解。实现了机构综合的可视化和自动化,解决了传统机构优选的盲目性和效率较低等问题。     

基于解域的四位置空间RCCC机构综合

将Burmester理论从平面及球面拓展到一般空间领域,给出了空间RCCC机构的一种综合方法。一般情况下,综合RCCC机构最多能给定连杆的3个位置。而4C机构的四位置综合可以得到无穷多解,因此可先建立4C机构无穷多解的解域,再在解域中找到主动杆与机架间C副无滑动位移的点作为R副,从而得到RC连架杆,最终获得RCCC机构。具体方法为:首先根据给定的4个位置的姿态角求解出满足要求的解曲线,并根据解曲线建立球面4R机构解域。其次在球面4R机构解域上选取一点作为RCCC机构运动副轴线方向的矢量,再与给定的4个位置的空间坐标结合求解出满足要求的解直线,进而根据解直线建立空间4C机构的解域。最后在空间4C机构的解域图中找到通过4个位置时主动杆与机架间C副无滑动位移的点作为R副,构成满足要求的空间RCCC机构。本文最后通过给出的数值示例证明了该方法的正确性和有效性。     

给定两连杆运动面的Watt-I六杆机构空间解域综合方法

针对运动生成Watt-I型六杆机构综合问题,给出了一种基于空间解域的综合方法。该型机构中作为末端执行构件的连杆和一个四杆机构的连杆运动面相连,因此需要给出这个连杆运动面的位置。该方法首先综合四杆机构,然后将二杆组添加到四杆机构上。对于四位置问题,四杆机构综合可得到无穷多机构解,而对于任意四杆机构又有无穷多种添加二杆组的方法。本文以四杆机构的平面解域为基础,将综合所得无穷多六杆机构在一个有限的空间区域内表示出来,还给出一种能有效判断Watt-I型六杆机构回路和分支缺陷的方法。通过对综合所得无穷多机构解进行判断,建立六杆机构去除回路分支缺陷的空间可行域。空间解域的应用使设计者能够从整体上把握六杆机构的可行解的全部解空间,从而使获得附加更多条件的最优机构成为可能。     

含六杆组八杆机构曲柄存在域自动生成方法

对于含六杆组八杆机构的曲柄存在域问题，给出了一种自动生成的方法。该方法首先基于型转化法数值迭代计算出机构所有可能存在的初始位置；然后在每个初始位置的基础上，再次采取型转化法数值迭代进行运动分析，有效避免了高次非线性方程多解无法判断最优解的问题；最后用雅可比矩阵法筛选出无分支缺陷的回路。机构若满足原动件旋转整周均能够求出位置解，则该机构在此回路中存在曲柄。基于上述理论依据，采用VC++和OpenGL联合编程，能够在给定区域内自动生成该类八杆机构曲柄存在域。同时软件能够进行运动仿真，验证了方法的正确性，为含六杆组八杆机构曲柄存在域的自动生成方法奠定了理论基础。     

实现连架杆给定角位移的机构综合方

对于给定的两连架杆4组对应角位移,可综合得到无穷多个机构解,要求设计者快速、准确地从中选取位置点、综合出满足各项设计要求的最优机构比较困难.为此,根据映射理论,提出把无限的布氏曲线所形成的无穷多机构解表示在有限的区间内,进而通过机构解分析得到感兴趣的所有机构属性直观图,包括机构的类型分布、缺陷分布、最小传动角和杆长比等.同时,为避免位置点及机构选取的盲目性,可考虑施加约束条件构成可行机构解区间,在此区间上绘制机构性能分析图,并确定满足实际工程需要的最优机构解.     

基于解域的四精确点球面4R机构函数综合

提出了一种基于解域的四精确点球面4R机构函数综合方法.首先通过相对运动转换将函数综合转换为位置综合.接着给出了球面布氏曲线的方程式及布氏点的计算和分类方法.最后通过具体的示例建立了机构类型解域,将无穷多机构解表示在有限的环形区域内,从而使设计者能够直观准确地了解机构的类型及其分布区间.     

Stephenson Ⅱ型六杆机构曲柄存在条件及判断方法

曲柄问题是机构综合中一个基本问题。对于 Stephenson 型六杆机构 ,由于有多达六个回路 ,不同的回路又有不同的旋转性 ,且主动件相对于机架在通过大于 36 0°的角度时会产生振荡 ,所以其曲柄存在的判别一直未得到圆满解决。本文在距离曲线限制线法回路分析的基础上 ,通过对表示此类机构回路的曲线 (段 )的深入分析 ,给出了此类曲柄存在条件及判断方法 ;从而解决了机构综合中最困难的问题之一 ;最后以实例证明了此方法的正确性。此外 ,该方法还可以扩展到其他类型的六杆机构曲柄存在的判断。     

铰链四杆机构分析与综合软件系统开发与应用

以VC++6.0为工具,开发了一套铰链四杆机构分析与综合的软件系统.该系统首先可判别出两类八种Grashof(有曲柄)及非Grashof(无曲柄)铰链四杆机构的类型,并可对其进行运动学分析.在此基础之上能够快速综合出若干种常见铰链四杆机构,且可直接对得到的机构进行动画演示.     

球面四杆曲柄滑块机构函数综合的变步长数据库法

提出了用变步长数据库法进行球面四杆曲柄滑块机构函数综合。通过对球面四杆曲柄滑块机构输入输出函数的谐波成分分析,发现了机构输出函数与其相应的谐波特征参数之间的内在联系。据此将机构基本尺寸型和对应的谐波特征参数存储在一起,建立了包含42185组基本尺寸型的球面四杆曲柄滑块机构函数输出谐波特征参数的变步长数据库。借助模糊识别理论可以快速的从数据库中识别出若干组满足设计要求的机构基本尺寸型,从而实现球面四杆曲柄滑块机构的函数综合。为了提高综合精度,借助遗传算法对得到的结果进行了优化。最后以塑料温室的通风开启关闭装置作为实例,来说明球面四杆曲柄滑块机构函数综合的过程及变步长数据库法在空间机构综合中的应用。     

一般形状预期曲线的平面四杆机构轨迹综合研究

在复演规则轨迹的平面四杆机构计算机辅助综合^[1]的基础上,研究了对于一般形状预期曲线,用通用数学模型确定连杆若干位置的技术问题,介绍一种适用于一般形状预期轨迹曲线的机构综合方法。     

铁牛-55型拖拉机悬挂机构的优化设计

对铁占－５５型拖拉机悬挂机构进行了运动分析,利用提升杆与下拉杆铰接点建立两个四杆机构的内在联系,为悬挂机构的优化设计提供简捷途径,结果表明,提升杆长度的变化对提升能力影响很小,提升杆与下拉杆的铰接点距下拉杆回转铰链点的合理距离为４７０ｎｍ,相应的提升能力较原设计提高７．１２％。     

连杆机构极限位置处导引平面若干位置综合法

介绍了一种曲柄摇杆机构的几何综合法。该方法不但使连杆平面占有给定的若干位置,而且在其中两个位置上摇杆处于极限位置,所设计机构具有运动间歇、机构自销和急回等特性。