资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共42页)
编号：1144449
类型：共享资源
大小：2.25MB
格式：RAR
上传时间：2017-04-08
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
50
积分
- 关 键 词：
-
连杆
混合
驱动
机构
设计
全套
cad
图纸
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
1 长春理工大学光电信息学院毕业设计（论文）登记表 分院 机电工程分院 专业 机械设计制造及自动化 班级 06232 学生姓名 赵冬华 指导教师 金洙龙 设计（论文）起止日期 教研室主任 陈玲 题目名称（包括主要技术参数）及要求 杆混合驱动机构设计 字的论文。 2 论文内容包括 : （ 1） 混合驱动连杆机构概述 。 （ 2） 混合驱动连杆机构组成 。 （ 3） 混合驱动杆机构的奇异性分析 。 （ 4） 连杆混合驱动五杆机构的优化综合 。 论文开题报告（ 设计方案论证） 应该包括以下几方面内容： 1、本课题研究的意义； 2、调研（社会调查）情况总结； 3、查阅文献资料情况（列出主要文献清单； 4、拟采取的研究路线； 混合驱动可控机构是机构学研究的前沿领域，它既涉及到传统机构学理论及机构创新设计理论，还涵盖机器人特别是并联机器人中的有关理论，同时延伸出有关实现成组运动规律、多精确点轨迹、运动祸合性、多压力角、成组轨迹、任意精确点轨迹、以及动力和功率分配等诸多新问题。因此，混合驱动可控机构理论具有明显的交叉性和创新性。混合驱动机构中关于结构与功能 设计、可动性、曲柄存在条件、运动祸合性、多压力角、动力与功率分配，以及成组轨迹与任意精确点轨迹综合等方面的研究国内外尚涉及较少。研究混合驱动机构的工程意义在于 :随着我国机械产品的逐步更新换代、走向国际市场，机械的高速化、精密化与设备智能化、生产柔性化相结合的要求变得日益迫切，这将使设计适于现代生产要求的机械变得突出起来。混合驱动机构在现代化生产中的应用将具有令人鼓舞的前景，有关混合驱动机构的研究可能使许多生产机械的结构发生革命性的变化。 调研情况总结： 为了更好的完成本设计，本人仔细的查看了 曲柄连杆 机构 的结构， 连杆机构 近年来应用较多，他以其独特的优级点及良好的安全性能，被广大用户认可，但其结构布置上灵活，没有有复杂的运动机构等其他部分，使运动形式的姿态简单化，所以本设计是在其优点的基础上解决其它问题，这是本设计的最终目的。 1陈瑞芳，马履中 J998,19(1) 2廖汉元 ,等 J自然科学版 )， 1999,22 (1):573李佳，等 性的充分条件 J1998,21(3) 4周双林 ,邹惫君，等 J2001,35(7) 5程光组，贺惠农 J1990,20(3):646杨金堂，邵正宇，吴千城 偿运动”研究 J1999,22(2):1717孔建益， J 1996,7(专刊 ):1068张新华，等 J2001,20(6) 9李学刚，等 J2004,26(3) 10 L. of J. 1989 11 L. of J. 12 J . A . E , . 2000 指 导教师下达任务充分理解课题要解决的问题查阅文件和素材翻译英文资料到工厂参观实习写论文指导教师审查修改完善，定搞准备答辩。 4、进度安排： 3 月 2 日 3 月 15 日 查阅文件，书籍材料。 4 月 27 日 5 月 17 日 完善论文，定稿。 3 月 16 日 3 月 29 日 翻译英文材料。 5 月 18 日 6 月 7 日 绘制设计草图、打印。 3 月 30 日 4 月 26 日 写课题论文，写初稿。 6 月 8 日 6 月 21 日 整理，熟悉文件。 指导教师审阅意见： 年 月 日 记事： 指导教师审阅意见 ： 年 月 日 3 毕业论文电子稿、论文打印、档案袋填写及装袋要求 机电工程分院 06 级毕业生将于 6 月 20 日进行毕业论文答辩，要求 6 月 7 日前 将 毕业论文电子稿格式按照本科生撰写毕业设计 (论文 )规范化要求 整理完毕，于 6 月 7 日 将 毕业 论文电子稿 交到 所在分组 答辩秘书处审核 ， 经秘书审核合格后将电子稿打印到论文本， 打印好论文本后，要求找指导教师填写指导教师评语及评阅人评语 ， 6 月 11 日 之前 交论文袋至答辩组秘书处， 过时不 交者分院不 准 予 参加 毕业论文 答辩。 具体分组如下： 第一组： 06231 班 答辩组秘书 裴英博老师 第二组： 06232 班 答辩组秘书 郭春红老师 第三组： 06233 班 答辩组秘书 刘倩宏老师 四组： 06234 班 答辩组秘书 郭勇峰老师 五组： 06241 班 答辩组秘书 陈楠老师 第六组： 06242 班 答辩组秘书 刘东明老师 七组： 06243 班 答辩组秘书 修涛老师 八组： 06244 班 答辩组秘书 田佳彬老师 子稿 格式 必须 重点 做到 以 下几点： 1、 中 英 文摘要（ 200） 。 2、 正文章节序号： 理工类：第一章、 二章、 3、 正文字数要求： 理工类： 10000 15000 字 4、 参考文献 参考文献数量不少于 12 篇，其中外文参考文献不少于 3 篇。 5、 参考文献 格式一定要看好分类，然后按照 参考文献 格式要求写： 比如是专著类应按以下举例格式写： 序号 主要责任者文献题名 M 出版地：出版者，出版年 示例： 3 刘 国钧，王连成图书馆史研究 M北京：高等教育出版社， 1979 不要将 M 中的 M 写成 P 或其他， 中括号后面的“ .”也不要落下。 6、 版面设置： 上、下边距为 边距为 3边距为 ，字距为标准。 7、 页码： 中、英文摘要不排页码 ，目录页码单独编排（、），正文页码排在页面的右下角（ 1、 2、）。 8、 字体：中文汉字、符号采用宋体字，数字及西文字母、符号采用 体。 9、 字号：一级标题用三号字加粗（居中）；二级标题 用四号字加粗（居左、缩进两个汉字）；三级标题以下的标题（含三级标题）均用小四号字加粗（居左、缩进两个汉字）；正文文字用小四号字。 论文打印及论文本中内容必须做到 以下几点： 1、 论文打印时题目、中文摘要、英文摘要 各占一页， 此部分不打印页码； 页码从正文部分开始打印在论文本右下脚“第”和“页”的中间。 2、 指导教师评语、评阅人评语必须在交论文袋前找指导教师填写完毕，否则不予验收。 3、 指导教师打分、评语人打分必须用铅笔 填 写； 装袋： 1、 档案袋正面填写 （举例说明） ： 左上角 编号不填 （由分院统一打号） ； 长春理工大学广电信息 学院 10 届毕业生 分院 机电工程分院 班级 06231 姓名 刘波 性别 男 论文题目 柄压力机 计 指导教师 编号 名 称 页数 1 毕业设计（论文）登记表、申报表 2 2 论文 51 3 图纸 2 4 中英文翻译 10 档案袋 底 边填写： 编号： 20060623101 学号： 01 姓名： 刘波 性别： 男 系别： 机电工程分院 专业： 机械设计制造及其自动化 2、毕业设计（论文）登记表、申报表必须正反面打印，装袋时登记表在上，申报表在下装订 3、 如有图纸需相当于两张 0号图纸的量； 4、装袋顺序必须按照论文袋上封面填写 顺序 装入，即先是“毕业设计（论文）登记表、申报表”，然后是论文、图纸、中英文翻译。 5、中英文翻译 需装订封面， 请打印 封面 ， 模板如下： （学号）： 长春理工大学光电信息学院 毕 业 设 计（论 文）译文 姓 名 学 院 专 业 班 级 指导教师 年 月 日 附件： 长春理工大学光电信息学院 本科生撰写毕业设计 (论文 )规范化要求 本科生毕业设计（论文）是学生在毕业前提交的研究报告，是学生在教师的指导下，初步进行科学研究所取得成果的科学表述，也可以是在教师的指导下集体或个人阅读文献的总结。它是学生毕业及学位资格认定的重要依据。毕业设计（论文）撰写应符合国家及各相关部门制定的有关标准 ，符合汉语语法规范。 一、一般格式和顺序 1. 中英文题目 应该简短、明确、有概括性。题目不超过 25 字，不得使用标点符号，可分两行书写。标题中尽量不要用英文缩写词，必须采用时，应使用本行业通用缩写词。 2. 中文摘要 设计（论文）第一页为 中文摘要（ 200） 。摘要是一篇具有独立性和完整性的短文，文字要精炼，应扼要叙述本设计 (论文 )的研究目的和内容、主要特点和成果及结论性意见。摘要中不宜使用公式、图表，不标注引用文献编号，避免将摘要写成目录式的内容介绍。为了便于文献检索，应在摘要下方另起一行注明本文的关键词。 关键词应采用能覆盖设计 (论文 )主要内容的通用技术词条(参照相应的技术术语标准 )，一般列 3，按词条的外延层次从大到小排列。 3. 英文摘要 设计（论文）第二页为英文摘要，内容与中文摘要相同。在英文摘要下方另起一行注明与中文关键词对应的英文关键词。 4. 目录 目录应独立成页 ，包括设计 (论文 )中全部章、节的标题及页码（包括 参考文献、致谢） 。 5. 正文 正文是毕业设计（论文）的主体，着重反映研究工作范畴和研究方法，并将调查、研究中所获得的材料和数据进行加工整理和分析研究，提出论点，要突出创新。正文一般可包括以下几个方面： (1) 绪论（引言）：说明选题背景、目的及意义、国内外现状、应解决的主要问题； (2) 主体部分：详细阐明研究内容、理论依据、设计（研究）方法和手段、结果分析（讨论）等； (3) 结论（总结）：对整个研究工作进行归纳和综合，阐述本课题研究的 主要成果、存在的问题和后续工作。 正文要求论点正确，推理严谨，数据可靠，文字精练，条理分明。 正文章节序号： 理工类：第一章、 二章、 文经管法类： 1.、 2.、 正文字数要求： 理工类： 10000 15000 字 文经管法类： 7000 12000 字 6. 参考文献 列出引用的主要文献。为了反映文稿的科学依据和作者，尊重他人的研究成果以及向读者提供有关信息的出处，正文中应按顺序在引用参考文献处的文字右上角用 标明， 中的序号 应与“参考文献”中序号一致。 参考文献数量不少于 12 篇，其中外文参考文献不少于 3 篇。 参考文献格式： 1）连续出版物（期刊） 序号 主要责任者文献题名 J刊名，出版年份，卷号 (期号 )：起止页码 示例： 1 袁庆龙，候文义 金镀层组织形貌及显微硬度研究 J太原理工大学学报， 2001， 32(1)： 51 2）专著 序号 主要责任者文献题名 M出版地：出版者，出版年 示例： 3 刘国钧，王连成图书馆史研究 M北京：高等教育出版社， 1979 3）专利文献 序号 专利所有者专利题名 P专利国别：专利号，发布日期 示例： 11 姜锡洲一种温热外敷药制备方案 P中国专利： 881056078，1983 4）国际、国家标准 序号 标准代号，标准名称 S出版地：出版者，出版年 示例： 1 16159 1996，汉语拼音正词法基本规则 S北京：中国标准出版社， 1996 5）报纸文章 序号 主要责任者文献题名 N报纸名，出版日期 (版次 ) 示例： 13 谢希德创造学习的思路 N人民日报， 19980) 7. 致谢 对指导教师和给予指导或协助完成设计（论文）工作的组织和个人表示感谢。内容应简洁明了、实事求是，避免俗套。 8. 附录 包括与设计（论文）有关的图表、程序、运行结果，以及主要设备、仪器仪表的性能指标和测试精度等。 二、毕业设计（论文）格式及要求 1. 文字要求：文字通顺，语言流畅，无错别字，采用计算机打印成文。 2. 纸张要求：必须使用学院统一印制的毕业设计（论文）用纸。 3. 版面设置： 上、下边距为 边距为 3边距为 距为 ，字距为标准。 4. 页码： 中、英文摘要不排页码 ，目录页码单独编排（、），正文页码排在页面的右下角（ 1、 2、）。 5. 字体：中文汉字、符号采用宋体字，数字及西文字母、符号采用 体。 6. 字号：一级标题用三号字加粗（居中）；二级标题用四号字加粗（居左、缩进两个汉字）；三级标题以下的标题（含三级标题）均用小四号字加粗（居左、缩进两个汉字）；正文文字用小四号字。 7. 文中的图、表、附注、参考文献、公式一律采用阿拉伯数字，按章连续编号。图序号及图名（五号宋体）置于图 的下方，表序号及表名（五号宋体）置于表的上方。文中公式的编号用括号括起写在右边行尾，公式与编号之间不加虚线。 8. 计量单位要采用国家颁布的“中华人民共和国法定计量单位”和“国际单位制 (，单位名称和符号的书写方式，可以采用国际通用符号，也可以用中文名称，但全文应统一，不能混用。 9. 图纸要求：图面整洁、布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。工程类绘图必须有计算机和手工绘制。 10. 曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画 ，必须按国家规定或工程要求采用计算机或手工绘制。 长春理工大学光电信息学院 毕业设计（论文）题目申报表 院 别 机 电 工 程 分 院 教 研 室 机 械 工 程 教 研 室 指导教师 金洙龙 职称 副教授 职称 2009 年 12 月 20 日 题目名称 连杆混合驱动机构设计 题目类别 设计类 题目性质 结合实际 专业 机械设计制造及自动化 参加本题目学生人数 1 人 论文类 虚拟题目 题目来源、教师准备情况、主要培养学生哪些能力 1本题目来源于指导教师的命题。 2指导教师对此课题有深厚的理论基础及实际经验，在师生共同努力下定能顺利、按期完成该课题设计。 3本课题主要培养学生对已有知识的运用能力、查找资料和阅读能力、英译汉的能力、工程机械的设计、制造能力。 题 目 内 容 及 要 求 一、内容： 本文主要研究内容是对这类五杆机构的存在性和杆长 条件的确定，并对其进行运动分析，并以此为基础，对这一类机构进行优化分析综合。全文内容编排如下 :第一章了解本课题的研究背景，简介目前国内外的研究概况，同时提介绍本文的主要研究内容，并阐述本课题的重要意义。 二、要求： 字的论文，绘制总装图及零件图。 论文内容包括 : （ 1） 混合驱动连杆机构概述。 （ 2） 混合驱动连杆机构组成。 （ 3） 混合驱动杆机构的奇异性分析 （ 4） 连杆混合驱动五杆机构的优化综合 译成中文（约 5000 字）。 实 践 环 节 安 排 实习 长春第一汽车制造集团 16 周 实验 金工实习 2 周 计算机应用 计算机绘图 2 周 中、外文参考资料： 1陈瑞芳，马履中 J1998,19(1) 2廖汉元 ,等 J自然科学版 )， 1999 3李佳，等 J1998,21(3) 4周双林 ,邹惫君，等 J2001,35(7) 5程光组，贺惠农 J990,20(3):646杨金堂，邵正宇，吴千城 偿运动”研究 J1999,22(2):171研室主任 审 批 签 字 分 院 院 长 审 批 签 字 注：题目类别和题目性质请用符号填在相应栏内。 1 长春理工大学光电信息学院 本科生撰写毕业设计 (论文 )规范化要求 本科生毕业设计（论文）是学生在毕业前提交的研究报告，是学生在教师的指导下，初步进行科学研究所取得成果的科学表述，也可以是在教师的指导下集体或个人阅读文献的总结。它是学生毕业及学位资格认定的重要依据。毕业设计（论文）撰写应符合国家及各相关部门制定的有关标准，符合汉语语法规范。 一、一般格式和顺序 1. 中英文题目 应该简短、明确、有概括性。题目不超过 25 字，不得使用标点符号，可分两行书写。标题中尽量不要用英文缩写词，必须采用时，应使用本行业通 用缩写词。 2. 中文摘要 设计（论文）第一页为中文摘要（ 200）。摘要是一篇具有独立性和完整性的短文，文字要精炼，应扼要叙述本设计 (论文 )的研究目的和内容、主要特点和成果及结论性意见。摘要中不宜使用公式、图表，不标注引用文献编号，避免将摘要写成目录式的内容介绍。为了便于文献检索，应在摘要下方另起一行注明本文的关键词。 关键词应采用能覆盖设计 (论文 )主要内容的通用技术词条 (参照相应的技术术语标准 )，一般列 3，按词条的外延层次从大到小排列。 3. 英文摘要 设计（论文）第二页为英文摘要，内容与中 文摘要相同。在英文摘要下方另起一行注明与中文关键词对应的英文关键词。 4. 目录 目录应独立成页，包括设计 (论文 )中全部章、节的标题及页码（包括 参考文献、致谢） 。 5. 正文 正文是毕业设计（论文）的主体，着重反映研究工作范畴和研究方法，并将调查、研究中所获得的材料和数据进行加工整理和分析研究，提出论点，要突出创新。正文一般可包括以下几个方面： (1) 绪论（引言）：说明选题背景、目的及意义、国内外现状、应解决的主要问题； (2) 主体部分：详细阐明研究内容、理论依据、设计（研究）方法和手段、结果分析（讨论 ）等； (3) 结论（总结）：对整个研究工作进行归纳和综合，阐述本课题研究的主要成果、存在的问题和后续工作。 正文要求论点正确，推理严谨，数据可靠，文字精练，条理分明。 正文章节序号： 理工类：第一章、 二章、 文经管法类： 1.、 2.、 正文字数要求： 理工类： 10000 15000 字 文经管法类： 7000 12000 字 6. 参考文献 2 列出引用的主要文献。为了反映文稿的科学依据和作者，尊重他人的研究成果以及向读者提供有关信 息的出处，正文中应按顺序在引用参考文献处的文字右上角用 标明， 中的序号应与“参考文献”中序号一致。 参考文献数量不少于 12 篇，其中外文参考文献不少于 3 篇。 参考文献格式： 1）连续出版物（期刊） 序号 主要责任者文献题名 J刊名，出版年份，卷号 (期号 )：起止页码 示例： 1 袁庆龙，候文义 金镀层组织形貌及显微硬度研究 J太原理工大学学报， 2001， 32(1)： 51 2）专著 序号 主要责任者文献题名 M出版地：出版者，出版年 示例： 3 刘国钧，王连成图书馆史研究 M北京：高等教育出版社， 1979 3）专利文献 序号 专利所有者专利题名 P专利国别：专利号，发布日期 示例： 11 姜锡洲一种温热外敷药制备方案 P中国专利： 881056078， 1983 4）国际、国家标准 序号 标准代号，标准名称 S出版地：出版者，出版年 示例： 1 16159 1996，汉语拼音正词法基本规则 S北京：中国标准出版社，1996 5）报纸文章 序号 主要责任者文献题名 N报纸名，出版日期 (版次 ) 示例： 13 谢希德创造学习的思路 N人民日报， 19980) 7. 致谢 对指导教师和给予指导或协助完成设计（论文）工作的组织和个人表示感谢。内容应简洁明了、实事求是，避免俗套。 8. 附录 包括与设计（论文）有关的图表、程序、运行结果，以及主要设备、仪器仪表的性能指标和测试精度等。 二、毕业设计（论文）格式及要求 1. 文字要求：文字通顺，语言流畅，无错别字，采用计算机打印成文。 2. 纸张要求：必须使用学院统一印制的毕业设计（论文）用纸。 3. 版面设置：上、下边距为 边距为 3边距为 距为 距为标准。 4. 页码：中、英文摘要不排页码，目录页码单独编排（、），正文页码排在页面的右下角（ 1、 2、）。 5. 字体：中文汉字、符号采用宋体字，数字及西文字母、符号采用 6. 字号：一级标题用三号字加粗（居中）；二级标题用四号字加粗（居左、缩进两个汉字）；三级标题以下的标题（含三级标题）均用小四号字加粗（居左、缩进两个汉 3 字）；正文文字用小四号字。 7. 文中的图、 表、附注、参考文献、公式一律采用阿拉伯数字，按章连续编号。图序号及图名（五号宋体）置于图的下方，表序号及表名（五号宋体）置于表的上方。文中公式的编号用括号括起写在右边行尾，公式与编号之间不加虚线。 8. 计量单位要采用国家颁布的“中华人民共和国法定计量单位”和“国际单位制(，单位名称和符号的书写方式，可以采用国际通用符号，也可以用中文名称，但全文应统一，不能混用。 9. 图纸要求：图面整洁、布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。工程类绘图必须有计算机和手工绘 制。 10. 曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画，必须按国家规定或工程要求采用计算机或手工绘制。 I 连杆混合驱动机构设计 n I 中文摘要 本文以两曲柄分别为连架杆和连杆的一类混合输入五杆机构作为研究对象，围绕此机构对混合驱动可控机构的结构学、运动学和优化综合问题进行了研究。内容为 : 1) 从机构的装配条件出发，对机构进行可动性分析，确定了该曲柄 连杆机构的双曲柄存在条件。 2) 对该机构进行奇异性分析，得出该机构出现奇异位形的两种类型。 3) 分别对机构进行正运动学和逆运动学分析，并通过算例验证机构的存在性和 公式推导的正确性。 4) 应用上述分析结果，对该曲柄 连杆机构进行优化综合。针对两种不同的运动类型，分别建立了基于正运动学分析和逆运动学分析的优化综合数学模型，为混合驱动可控机构的优化综合提供了理论方法。并通过实例分析证明了优化后的机构性能有了很大的改善。 关键词 :混合输入五杆机构 ;奇异性分析 ;运动分析 ;优化综合 n on as is is on of of by of of of a on in of of of as up on of of a of V 目录 第一章 绪论 . 1 合驱动连杆机构概述 . 1 杆的叙述 . 2 文的主要工作内容 . 3 课题的研究意义 . 4 第二章 混合驱动连杆的组成 . 5 合驱动连杆机构组成 . 5 合驱动连杆机构运动分析 . 6 知输入件杆 1 和输入件杆 3 的运动规律，求输出件杆 . 7 用 程进行运动仿真 . 8 度 (角速度 )加速度 (角加速度 )分 析 . 10 证机构的存在性和公式推导的正确性 . 10 动角 Y 分析 . 10 第三章 混合驱动杆机构的奇异性分析 . 12 杆机构奇异性条件 . 12 出现奇异位形的条件 . 13 出现 3 杆和 4 杆共线的奇异形位的条件 . 14 第四章 连杆混合驱动五杆机构的优化综合 . 16 于正运动学分析的优化综合模型 . 18 构优化综合模型的建 立 . 19 于逆运动学分析的优化综合模型 . 20 V 构优化综合模型的建立 . 20 构优化方法的确立 . 21 构优化综合实例 . 22 于正运动学分析的优化综合实例 . 22 于逆运动学分析的优化综合实例 . 22 第五章 技术参数 . 25 总 结 . 26 参考文献 . 28 致谢 . 30 1 第一章 绪 论 柔性自动化机械系统虽然有许多优点，但投资大、控制难、维护费用高 。 传统的机械系统虽然具有很高的承载能力，能很好地满足高速大批量生产的要求，但最大的不足是系统缺乏柔性，哪怕是对机械输出运动方式稍加改变就需对该机械机构的形式或尺寸进行改变，而这种改变通常很困难。混合驱动连杆机构连杆机构广泛地应用于农业、纺织、重型机械 、冶金、精密机械等行业中。连杆机构具有很多优点 :承载能力强 ;加工制造方便 ;通过改变杆长相对关系即可实现不同运动规律。但是连杆机构无法精确实现运动规律。凸轮机构的优点在于 :只要适当设计出凸轮廓线，即可实现给定运动规律，而且机构简单紧凑。但是凸轮机构易磨损，不具备通用性，制造成本较高。混合驱动连杆机构则综合了连杆机构和凸轮机构的优势，不仅加工方便，承载强，而且具备了精确的输出运动。 采用不同的混合驱动机械系统结构方案可以产生不同的运动规律。如用差速器作为运动合成机构，驱动一个曲柄滑块机构可实现变规律的往 复运动。如果用两自由度七杆机构作为混合驱动机构可以产生成组的转动输出混合驱动机构中结构最为简单的典型机构是两自由度五杆机构。 混合驱动系统的研究是从 90 年代初开始。由英国学者 次提出 概念 4。目前，有关两自由度混合驱动五杆机构的理论研究以其运动可动性条件研究较多。 关于混合驱动连杆机构辅助运动控制及性能研究，国内外较少。高馨 23对混合驱动连杆机构辅助运动机构作了初步的研究 :她针对典型的曲柄连杆机构进行逼近设计， 过采用区域灵敏度方法，确定出机构辅助运动的调整环节合适设置位置和调节参数。该文还提出三种设计模型，给出了相应辅助运动调整环2 节的控制规律。以混合驱动曲柄摇杆机构准确实现给定运动规律为例，阐述了该机构辅助运动的结构与控制方法的实现。她选取电控方式，采用 时，该文还提出了一种新的动力学分析方法，并设计、加工、调试相应实验台，进行了实验验证。采用单片机控制数字交流伺服电机的方式来控制辅助运动，实现给定曲线的输出。同时，该文对多输入多输出下的混合驱动连杆机构进行动力学分析， 导出了其一般方程式。 目前对于棍合驱动连杆机构辅助运动控制的研究主要是还停留在简单的功能实现上，重点讨论的是辅助运动控制的可行性，而对于系统的控制输出精度考虑较少，表现为未能很好地采用较先进而合适的控制系统和控制算法，因而所研究的棍合驱动连杆机构的实际输出运动规律的精度不尽如人意，存在的误差较大。 连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件。例如在往复活塞式动力机械和压缩机中，用连杆来连接活塞与曲柄。连杆多为钢件，其主体部分的截面多为圆形或工字形，两端有孔，孔内装有青铜衬 套或滚针轴承，供装入轴销而构成铰接。 连杆是汽车发动机中的重要零件，它连接着活塞和曲轴，其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。 连杆在工作中，除承受燃烧室燃气产生的压力外，还要承受纵向和横向的惯性力。因此，连杆在一个复杂的应力状态下工作。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。 连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形。通常疲劳断裂的部位是在连杆上的三个高应力区域。连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能；又要求具有足够的钢性和韧性。 传统连杆加工工艺中其材 料一般采用 45钢、 40 0现在国外所广泛采用的先进连杆裂解（ 加工技术要求其脆性较大，硬度更高，因此，以德国汽车企业生产的新型连杆材料如 碳微合金非调质钢、 列锻钢、钢和 钢等 (以上均为德国 准 )。合金钢虽3 具有很高强度，担对应力集中很敏感。所以，在连杆外形、过度圆角等方面需严格要求，还应注意表面加工质量以提高疲劳强度，否则高强度合金钢的应用并不能达到预期果。 文的主要工作内容 本文主要研究内容是对这类五杆机构的存在性和杆长条件的确定，并对其进行运动分析，并以此为基础，对这一类机构进行优化分析综合。全文内容编排如下 :第一章了解本课题的研究背景，简介目前国内外的研究概况，同时提介绍本文的主要研究内容，并阐述本课题的重要意义。 第二章对混合驱动可控机构的结构学研究，主要针对机构的可动性分析，并通过机构分类研究确定了该曲柄一连杆机构存在双曲柄的杆长条件。 第三章本章主要针对曲柄一连杆机构的奇异性分析，得出该机构不出现奇异位形的条件。 第四章对所讨论的曲柄 连杆混合驱动机构的模型，利用复数矢量分析法对其进行正运动学分析和逆运动学分析。在运动学数学模型的基础上，设计算例并进行仿真，验证了机构的存在性和公式推导的正确性。 第五章对以上所分析的曲柄 连杆混合驱动可控机构的优化综合研究，分别建立基于正运动学分析和逆运动学分析的优化综合数学模型 :4 最后，通过实例分析验证了该机构的优越性。 第六章结束语 :总结全文，得出结论。 课题的研究意义 混合驱动可控机构是机构学研究的前沿领域，它既涉及到传统机构学理论及机构创新设计理论，还涵盖机器人特别是并联机器人中的有关理 论，同时延伸出有关实现成组运动规律、多精确点轨迹、运动祸合性、多压力角、成组轨迹、任意精确点轨迹、以及动力和功率分配等诸多新问题。因此，混合驱动可控机构理论具有明显的交叉性和创新性。混合驱动机构中关于结构与功能设计、可动性、曲柄存在条件、运动祸合性、多压力角、动力与功率分配，以及成组轨迹与任意精确点轨迹综合等方面的研究国内外尚涉及较少。研究混合驱动机构的工程意义在于 :随着我国机械产品的逐步更新换代、走向国际市场，机械的高速化、精密化与设备智能化、生产柔性化相结合的要求变得日益迫切，这将使设计适于现代生产要求 的机械变得突出起来。混合驱动机构在现代化生产中的应用将具有令人鼓舞的前景，有关混合驱动机构的研究可能使许多生产机械的结构发生革命性的变化。 5 第二章 混合驱动连杆的组成 混 合驱动机构是一个多自由度机构，同时采用实时不可控电机 (常规电机 )和实时可控电机 (伺服电机 )作为其动力源。典型的混合驱动曲柄连杆机构如图 2图可知，该机构是两自由度机构。主电机驱动 以固定运动规律 (通常为匀速 )转动，辅助电机则通过螺旋副将往复转动变为滑块移动并以适当规律改变杆 长 l，即可使杆 输出运动能准确实现给定运动规律。 本课题所研究的混合驱动连杆机构即根据图 2机构原型设计加工而成，各尺寸如下 :a=40 b = 390.2 d=400 e = 69.4 = 题所用实验台的系统结构如图 2 其中，主电机 1带有无级变速器驱动，经过小带轮 2和皮带传动大带轮 3 减速，驱动主轴 4 及曲柄 5。曲柄 5(即杆 a)采用偏心盘形式，通过主轴侧销轴 6带动连杆 7(即杆 b)，再由副轴侧销轴 8带动连杆 9(即6 ，而 9杆与 10杆 (即杆 l)为螺旋副连接， 10杆为滚珠丝杠，与辅助电机 11 的轴固结 ;辅助电机的外壳为法兰式的，其法兰盘与托架 12连接，托架与从动轴 13通过键固结，且轴的另一端可外加负载 15。主轴的一侧装有光电脉冲发生器 14a 轴 13 即为输出轴，通过辅助电机调整 轴 13的输出运动实现给定运动规律。轴 13末端装有电位计，通过测量电位计的电阻变化，外接一个绘图仪将其转换并记录为转角输出曲线。 系统主要硬件构成如下 : 给定输出曲线为了便于进行实验效果对比，本文选取了与论文 24和论文 25相同的输出曲线。 在混合驱动连杆机构设计中，机构运动分析是必不可少的。由于混合驱动机构是多自由度机构，运动分析计算量较大，尤其是优化设计时需要优化杆件长度，计算量更加大。 一个为科学与工程计算而专门设计的高级交互式的软件包。 境集成了图形与精确的数值，是一个可以完成各种复杂计算和实现科学数据可视化的易于7 使用和理解的工具软件。由于 有强大的数值计算能力，完善的 图形处理和高效率的编程能力，已被广泛应用于涉及数值分析的各种领域的理论研究和工程设计中。 机构运动学分析的主要任务是在己知机构的结构和几何尺寸的条件下，建立其各运动参数之间的关系式，在起始构件 (原动件 )的运动规律给定时，确定从动部分任一运动变量的变化规律。这对于研究机构的运动性质、进行动力分析和综合都是必不可少的工作。对于此类机构的运动学分析可以分为正运动学分析和逆运动学分析两个方面。所谓正运动学分析，即给定主电机驱动件 (可控电机驱动件 (运动规律，确定工作构件 (其他从动件的运动规律 (位移、速度、加速度 )。所谓逆运动学分析，即给定主电机驱动件 (工作构件 (运动规律，确定可控电机驱动件 (其他从动件的运动规律 (位移、速度、加速度 )。由于此类机构有一个曲柄相对机架的运动并不是定轴转动，它是相对连杆转动的，故对其用矢量投影法进行运动分析是比较复杂的。 和输入件杆 3 的运动规律，求输出件杆 1 位移 (角位移 )分析 如图 3 由五杆组成的封闭向量多边形投影到 x 轴和 Y 轴，即 8 2 速度 (角速度 )分析 （ 2 (2(2将方程组（ 2时间求导得 （ 2 用 程进行运动仿真 例一 :在满足双曲柄存在的杆长条件的不等式方程组 (2前提9 下分别取 ，用 隔一度取一点进行运动仿真可得出杆 2的运动仿真曲线 ( 2随 1变化的曲线图 (图 4 2 随 1变化的曲线图 (图 4 2随 1变化的曲线图 ,杆 4的运动仿真曲线 ( 4随 1变化的曲线图 (图 4 4随 1,变化的曲线图 (图 4 4随 1变化的曲线图 (图 4 。这六组曲线都是连续的，由此可以说明机构的存在性 ;由于运动曲线是连续的，故说明公式是准确的。图 2杆 2的角位移变化仿真曲线 图 2杆 2的角速度变 化仿真 线 图 2杆 2的角速度变化仿真曲线 图 2杆 4的角位移变化仿真 线 10 图 2杆 4的角速度变化仿真曲线 图 2 4的角速度变化 曲线 角速度 )加速度 (角加速度 )分析 使用 例二 :在满足双曲柄存在的杆长条件的不等式方程组 (2前提下分别取 ,用 的运动仿真曲线 ( 1随 2,变化的曲线图 (图2 ( ,变化的曲线图 )(图 2 随变化的曲线图 (图2、杆 3相对杆 2的运动仿真曲线 ( 随 1变化的曲线图 (图 2 2随 变化的曲线图 (图 2 1变化的曲线图 (图 2。这六组曲线都是连续的，由此可以说明机构的存在性 ;由于运动曲线是连续的，故说明公式是准确的。 分析 本章对该曲柄 连杆混合可控五杆机构进行正运动 学和逆运动学两方面的运动分析，利用了矢量投影法和复合三角函数的求导法进 行了该类机构的角位移、角速度和角加速度的分析。并用 时用几何作图法进一步验证了11 机构的存在性和公式推导的正确性。 在曲柄的杆长条件的确定利用四杆开链机构工作空间的位置关系及可装配条件，分析满足混合输入要求的所有五杆机构类型和它们的不等式 能为曲柄的杆的个数，将它分为三种类型 :无条件三曲柄两种、无条件两曲柄十种和无条件单曲柄十六种。为混合五杆机构的分析和设计提供 重要的理论基础。由于混合机构的一个输入为常速马达驱动，因而混合机构必须保证无条件曲柄存在。目前，平面闭链机构系统的可动性分析，国内外学者做了一些研究。 究平面闭链机构运动可动性原理。陈瑞芳研究五杆机构存在曲柄的条件，并提出机构类型的判别方法。廖汉元和李佳建立五杆机构的可动性充分条件及其计算方法。周双林对混合驱动五杆机构的完全分类也进行了研究。 12 第三章 混合驱动杆机构的奇异性分析 混合输入型可控机械系统 (合传统转速 电机 )和 服电机 )电机驱动机械系统的长处，同时采用两种电机作为其驱动源，其中 机为系统提供主要的动力，种型式电机的输入运动经一多自由机构(混合机构 )进行合成产生所需要的输出运动。由于机构系统不可避免地存在奇异性问题，即瞬时机构系统的自由度发生改变，因此在轨迹规划时应尽量避免奇异位形的出现。闭链机器人的奇异性分析研究不多。基于速度雅可比矩阵的特性将闭链机构的奇异性分为 3 种类型等分析对称五杆机构在求解空间的奇异位形。对双曲柄都在机架上。由连杆输出的 这类机构的奇异性国内有许多学者进行了研究，主要是利用输出杆的速度雅可比矩阵，求出矩阵的行列式的值，即 )，当 )=0 或 )=。时的位置就是该机构的奇异位置从而求出避免出现奇异位置的杆长条件。而对于两曲柄分别为连架杆 连杆 下来就对这一类混合输入五杆机构的奇异性进行分析。 由于对于两曲柄分别为连架杆 连杆 这一类混合输入五杆机构的奇异性是不能用传统的求输出杆的速度雅可比矩阵的方 法来解的，因为该机构的输出杆是杆 4，杆 4是连架杆它是绕定轴转动的，其速度的 X, Y 分量是线性相关的其速度雅可比矩阵的行列式的值，即)恒等于零，故无法根据输出杆的速度雅可比矩阵来分析机构的奇异性。 杆机构奇异性条件 混合输入五杆机构如图 3 1 5 的长分别为 0为杆 2与杆 3的夹角，方向如图所示。杆 1的角速度为 3相对杆 2的角速度为 直角坐标系 坐标原点与固定铰链 将由五杆组成的封闭向量多边形投影到 y 轴，13 即可得到一个约束方程组如下， 图 3合物入五杆机构： 因此混合输入五杆机构出现奇异位形的条件有两种类型，第 1异类型满足式 (3 (3即杆 1 和杆 2 共线、杆 3 和杆 4 共线 ;第 2 种奇异类型满足式 (3即杆 2杆 3和杆 4同时共线。对于第 1种奇异类型，五杆机构瞬时丢失 1个自由度，成为单自由度机构。此时机构处于死点位置。对于第 2种奇异类型，此时机构增加 1个自由度，成为 3自由度机构。此时机构的速度无法控制，因此必须避免这种奇异的出现。 出现奇异位形的条件 四杆机构的可装 配条件为最长杆长度小于其他三杆的长度之和 :根据此条件分析混合输入五杆机构不出现上节分析的两种奇异位形的条件： 14 出现 3 杆和 4 杆共线的奇异形位的条件 当杆 3和杆 4延长共线时， L 2 L 3+ L 4+ L 5 当杆 3和杆 4重叠共线时，不满足四杆机构装配的条件为： j = 3,4,5; 当 出现杆 2 杆 3和杆 4同时共线的奇异形位的条件 15 杆 2，杆 3 和杆 4 延长共线时，不满足三杆机构装配的条件为当杆 2，杆 3 重叠并和杆 4 延 长共线时 ，杆 3重叠并和杆 4重叠共线时，不满足三杆机构装配的条件为由两曲柄分别为连架杆和连杆的这一类混合输入五杆机构的杆长条件为满足不等式方程组 (18), (19), (20), (21)可知要得到不出现第一类奇异类型的机构。由杆长条件来避免是不可实现的，但此时机构处于死点位置，能够承受更大的力和力矩，可用飞轮来超越死点。而处于第二类奇异形位时机构的速度是无法控制的，但可由杆长条件来避免。 对于两曲柄分别为连架杆和连杆的混合输入五杆机构，其分析方法不同于两曲柄都是 连架杆的混合输入五杆机构。尤其是奇异性分析时不能利用输出杆的速度雅可比矩阵，因为它的输出杆是定轴转动的，其速度雅可比矩阵行列式的值是恒为零的。本章主要是利用一连杆的传力点(速度雅可比矩阵，计算它的行列式的值进行分析，得出了该机构出现奇异位形的两种类型，并进一步分析机构不出现奇异位形的条件。 16 第四章 连杆混合驱动五杆机构的优化综合 混合驱动可控机构与传统机构最大的不同在于具有柔性，通过控制伺服电机的运动，能够实现多组输出运动规律。对机构的优化综合即通过优化机构的主要参数，在满足生产工艺所提供的运动 规律的条件下，获得机构的最佳结构参数及伺服电机的理想运动规律。 从机构综合的过程来看，其主要包括 :机构的型综合、机构的数综合和机构的尺度综合三个方面内容，其中机构的尺度综合是机构综合研究的重点问题，它是根据机构的预定运动规律要求来确定机构中各构件的长度或角度等影响机构。 运动性能 (位移、速度、加速度 )的结构参数。传统单自由度机构的综合方法主要有解析法和几何法。几何法是应用运动几何学的原理图求解 ;解析法是根据运动学原理建立设计方程，然后求解或用计算机求得数值解 机构具备了一 定的柔性其实现轨迹的能力与单自由度机构相比己有所突破，不再局限于有限精确点和多点近似的。 图 4合驱动五连杆机构受力分析 轨迹综合，在理论上己扩展到精确实现任意给定的轨迹。因此，传统单自由度机构的尺度综合方法对混合驱动可控机构来说己不再完全适用。 这就要求我们根据混合驱动可控机构的结构特点和要实现不同的17 轨迹要求，来选择适合的轨迹综合方法。根据要实现轨迹的要求不同，轨迹生成的任务可分为两类 : 一类是连续轨迹生成，即规则曲线。这种轨迹多以函数表达式表示，如 f(另一类是点位轨迹生成，即生 成的轨迹为多点坐标，可用最小二乘法拟合得到多项式函数，或者运用 软件。 相关运算式直接得出多项式拟合函数。本章以连续输出运动为例优化综合。文献中对混合驱动可控机构进行综合采用的方法是两步综法 :第一步用最优综合的方法综合出一个初始四杆机构，让该四杆机构能在最可能多的点上近似逼近给定的估计 :第二步在初始四杆机构的基础上，引进可控原动件，并按照给定的轨迹计算可控原动件的补偿运动，18 从而精确实现给定的运动。采用这种方法综合得出的机构的运动学及动力学性能即伺服电机的转向反复变化且加速度变化较大，因此伺服电机的运动状况很不好 ,为此 ,本章建立曲柄 连杆混合驱动五杆机构的机构构型，分别基于正运动学。 根据要实现轨迹的要求不同，轨迹生成的任务可分为两类 :一类是连续轨迹生成，即生成的轨迹是条规则曲线。这种轨迹多以函数表达式表示，如 f(另一类是点位轨迹生成，即生成的轨迹为多点坐标可用最小二乘法拟合得到多项式函数，或者运用 章以连续输出运动为例优化综合。文献 (17 对混合驱动可控机构进行综合采用的方法是两步综合法 :第一步用最优综合的方法综合出一 个初始四杆机构，让该四杆机构能在最可能多的点上近似逼近给定的估计 :第二步在初始四杆机构的基础上，引进可控原动件，并按照给定的轨迹计算可控原动件的补偿运动，从而精确实现给定的运动。采用这种方法综合得出的机构的运动学及动力学性能即伺服电机的转向反复变化且加速度变化较大，因此伺服电机的运动状况很不好。为此 ，本章建立曲柄 连杆混合驱动五杆机构的机构构型，分别基于正运动学分析和逆运动学分析，建立了该机构的优化数学模型，得出两种情况下机构的最佳优化方案。 于正运动学分析的优化综合模型 第四章运动分析中的第一 类情况 :己知输入件杆 1和输入件杆 3的运动规律 ,求输出件杆 4的运动规律即是机构的正运动学分析。在给定输入杆的运动规律和机构的初始结构参数后，我们可以得到输出杆 4的运动规律。在保持常规电机运动规律不变的情况下，通过调节伺服电机的运动规律，可以改变输出杆 4的运动规律，实现不同的位移和速度曲线，即可实现输出杆件的多组输出运动规律。 然而 ,我们得到的输出运动规律虽然能满足某些基本的要求，但是其工作状况可能并不理想。例如输出杆 4的角位移在给定的工作范围内，但是其速度曲线和加速度曲线波动太大，对机构的整体性能有一定的影响 。因此，我们希望通过优化机构的结构，能满足机构的运动性能和动19 力性能。 构优化综合模型的建立 设计参数的合理选择是获取优良传动性能的重要因素，对混合输入机构进行优化设计，需要确定目标函数、设计变量、约束条件以及优化算法。下面以工程中常用的机械式破碎压力机为例，对混合输入破碎机基于正运动学分析进行优化设计 根据上章的正运动学分析得出输出杆 4的运动轨迹表达式，通过求解式 (4 (4 (4可得输出杆 4的位移 B,是关于常规电机转角 ,和伺服电机转角 1的函数关系。 标函数 根据运动学和动力学的要求不同，机构优化综合的目标函数也不同。本文以运动学性能作为目标函数。 当给定了机构的输入件杆 1和杆 3的运动规律，我们可以得到输出件杆 4的运动轨迹，但是其速度曲线和加速度曲线波动较大，我们希望在 杆 4运动位移允许的工作范围内，通过优化机构的尺寸参数，使得机构的性能有所改善。 计变量 混合驱动可控机构与传统单自由度机构相比，其优化设 计变量明显增多，优化设计的自由度大大增加，因此其可以得到更为理想的结果。但优化设计变量并非越多越好，优化设计变量的增多会增加计算复杂程度与计算量，甚至会带来求解困难。因此，在满足设计基本要求的前提下，应尽可能的减少设计变量个数。 束条件 约束条件是在优化设计过程中对设计变量的选取加以某种限制的条件，它的存在增加了优化设计的难度。因此，在对机构进行优化综合时应合理的确定约束条件，以避免因约束条件过于严格，造成优化综合无20 法完成。对混合驱动可控机构进行优化综合时，应根据优化的不同目标，选取不同的 约束条件。 于逆运动学分析的优化综合模型 第二章运动分析中的第二类情况 :已知输入件杆 1和输出件杆 4的运动规律，求输入件杆 3的运动规律即是机构的逆运动学分析。当任意给定一组机构的输出运动规律，要求我们设计一个五杆机构来满足工艺生产时，之前的正运动学分析就无法适用，必须对机构进行逆运动学分析，为机构的优化综合提供准确的运动学方程，然后对机构进行优化，得到合理的结构和运动参数。 采用运动学综合二自由度混合驱动可控五杆机构，不仅能精确实现给定的运动规律，而且还大大改善了伺服电机的运动状况。对于任意给定的输 出运动规律，应用该方法均能得到机构的最佳尺寸参数。 构优化综合模型的建立 设计参数的合理选择是获取优良传动性能的重要因素，对混合输入机构进行优化设计，需要确定目标函数、设计变量、约束条件以及优化算法。下面以工程中常用的机械式破碎压力机为例，对混合输入破碎机进行优化设计。 合驱动破碎机优化设计的参数 根据上章的逆运动学分析得出伺服电机的运动规律表达式，(4 (4 (4可得伺服电机驱动件杆 3相对杆 2通过求解式的位移 1 5 的长分别为 2,L 3,L 4,主电机驱动件杆 1的角速度为码，根据工艺要求，输出构件杆 4的位移速度曲线图如图 51. (0杆 4为工作行程，工作状态为加速 匀速 减速。其中 : (0杆 4为加速运动，在短时间内速度从零加速到工艺要求达到的速度数据。 (杆 4为匀速运动，在一定的时间内保持固定的速度正常工作二 ,(杆 4为减速运动，此时工作完成，在短时间内速度减为零，准备返程。 (杆 4为空行程，工作状态为加速 减速。图 5的速度位移曲线图其中 :(杆 421 为加速运动， (杆 4为减速运动。此运动规律为的是提高机构的工作效率，缩短空行程时间。 标函数 一般机械的优化设计，因只有等速转动的常规电机，无法通过控制电机的转速使使实际输出运动规律与理想输出运动规律相同。故优化设计的目标函数常选为在一个运动循环中，实际输出运动规律 (随各构件长度的变化而变化 )与理想输出运动规律 (工作要求的输出运动规律 )的差。对于混合输入机构，因为伺服电机的运动规律是可控的，它的运动规律由理想的输出运动规律通过逆运 动分析求得。从而可以通过控制伺服电机的转速而使实际输出的运动规律与理想输出运动规律相同。但混合输入机构又出现了新问题 :对于机构加工工艺所要求的速度特性越复杂，在常规电机转速不变的情况下，伺服电机的速度、加速度波动越大，对伺服电机的性能要求越高 伺服电机的加速度运动规律作为目标函数分析。我们希望在满足机构理想运动规律的条件下，使伺服电机的加速度波动尽可能的小，加速度曲线尽可能的平缓。 计变量 本文目前仅以运动学性能作为目标函数。 束条件 双曲柄存在条件： 3 5 5 3+4 3+2+53 2+ 4 构优化方法的确立 处理多变量有约束最优化问题的解法很多，常见的处理方式是将有22 约束问题转化为一系列无约束问题，然后采用无约束最优化算法来求解，这种方法称为变换算法或序列无约束极小化方法。其中最具代表性的间接解法如惩罚函数法和增广拉格朗日乘子法。众多实例表明混合法(内点法 )的求解精度最高外点法的收敛速度最快 ，而增广拉格朗日乘子法的求解精度较高且收敛速度也较快，更适于用来求解此类问题。因此本文采用增广拉格朗日乘子法作为优化方法。 构优化综合实例 于正运动学分析的优化综合实例 本例以第四章例一作为机构优化综合的实例，根据其主要工艺要求优化设计机构的几何和运动参数。给定机构初始参数和输入构件的运动 轨迹，通过正运动学分析我们得到输出构件杆 4的运动曲线。 我们希望在保证杆 4位移运动范围不变的条件下，通过优化杆 4的加速度运动曲线，使得机构的运动更加平稳。 图 4化前后角速度的对比曲线 图 4化前后角加速度的对比曲线 优化前后输出构件杆 4的角速度氏和角加速度氏的对比曲线如图4中虚线为优化前的运动轨迹，实线为优化后的运动轨迹。 从图中可知，优化后，输出构件杆 4的速度波动和加速度波动明显减小。其中速度的峰值减小了 加速度的峰值减小了 于逆运动学分析的优化综合实例 例四 : 本例以第四章例二作为机构优化综合的实例，根据其主要工艺要求优化设计机构的几何和运动参数。根据工艺要求，杆 4行程速23 比系数 K=2，速度、加速度、位移运动规律 方程如式 (4. t(4示，运动曲线参见图 4过逆运动学分析得出伺服电机驱动件杆 3相对于杆 2的运动轨迹，参见图 4 4图 4速度的波动较大，几处突变值偏大，对于伺服电机的运动性能影响很大。故希望通过优化，在满足机构输出运动规律的基础上，使得伺服电机驱动件的加速度曲线更加平缓，尽可能保护伺服电机的性能。优化前后伺服电机驱动件的转角 32，角速度 132和角加速度 132的对比曲线如图 4图中虚线为优化前的运动轨迹，实线为优化后的运动迹。从图 中 可 知，优化后，伺服电机的位移波动、速度波动和加速度波动明显减曲柄一一连杆混合驱动五杆机构的分析与综合。其中位移的峰值减小了 速度的峰值减小了 ，加速度峰值减小 本章分别采用正运动学方法和逆运动学方法优化综合混合驱动五杆机构，对机构建立了优化综合的数学模型，确定了机构的目标函数、设计变量和约束条件等等，并应用增广拉格朗日乘子法对算例进行求解，优化结果表明 :优化之后机构的整体性能较优化前有了很大的改善。 图 4化前后转角的对比曲线
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号