基于傅里叶级数理论的连杆机构轨迹综合方法

探讨傅里叶级数在平面和空间连杆机构中的几何意义,给出平面和空间连杆机构连杆曲线的统一数学表达式。借助傅里叶级数理论,对该表达式的谐波成分进行理论分析,发现连杆曲线谐波成分与其相应连杆转角函数谐波特征参数和机构尺寸参数的内在联系。通过连杆机构基本尺寸型与连杆转角函数的关系,提出建立连杆曲线数值图谱,以及推导连杆机构实际尺寸、连杆上点的位置和安装尺寸参数理论公式的一般方法。建立由平面机构到空间机构在形式上和内容上统一的连杆机构轨迹综合理论。从而为连杆机构轨迹综合提供了一种有效的通用方法。最后通过空间连杆机构轨迹综合算例,说明了本方法的有效性。     

基于傅里叶级数的RCCC机构运动综合

借助傅里叶级数理论建立了RCCC机构刚体转角输出的数学表达式。通过对刚体转角输出谐波成分的分析,建立了包含91 125组基本尺寸型的刚体转角输出特征参数和562 500组基本尺寸型的刚体位置输出特征参数数据库。推导了利用位置输出谐波参数计算RCCC机构实际安装尺寸和机构安装尺寸参数的理论公式。利用建立的两个特征参数数据库和理论公式实现了对RCCC机构刚体导引综合问题的求解。最后通过给出的算例证明了该方法的有效性。     

带有预定时标平面四杆机构连杆轨迹的尺度综合

应用复矢量方法和Ｆｏｕｒｉｅｒ级数理论建立了在一般位置时平面四杆机构连杆轨迹生成的数学公式,对其轨迹的谐波成分进行了理论分析;讨论了连杆轨迹与连杆转角算子之间的内在联系;推导出了在基本尺寸型通过模糊识别方法确定后机构实际尺寸、连杆上点的位置和机构安装尺寸参数的理论计算公式;结合这一思想建立了带有预定时标连杆轨迹尺度综合的步骤和方法;文中最后给出了综合算例。     

平面滑块RRPRR型五杆机构的轨迹综合

滑块五杆机构可以看作是在曲柄摇杆机构的基础之上,将C点位置的铰链副转换成转动副和移动副的复合副,其运动特性相当于不同连杆长度的四杆机构运动叠加,通过对标准和一般位置连杆曲线进行快速傅里叶变换后提取谐波特征参数,利用两种位置傅里叶级数展开式之间的关系,推导出机构的实际尺寸和安装参数,并基于遗传算法对滑块五杆机构的连杆曲线进行了轨迹综合与优化,能够快速准确地求得滑块五杆机构的杆长及安装参数。该方法与代数求解和电子图谱法相比,减少了优化参数,提高了运算效率,是一种较为理想的设计方法。     

齿轮四杆机构连杆轨迹的谐波分析与尺度综合

分析了带有预定时标齿轮四杆机构连杆轨迹的谐波成分，讨论了机构的连杆轨迹与连架杆摆角算子之间的内在联系，导出了计算机构实际尺寸和安装位置尺寸的数学公式；提出了建立连架杆摆角算子的数值图谱库，经过模糊识别进行连杆轨迹尺度综合的方法，最后给出了齿轮四杆机构连杆轨迹尺度综合的算例。     

平面四杆机构刚体导引综合的小波特征参数法

针对傅里叶级数理论不能进行非整周期刚体导引综合的问题,提出了基于Haar小波级数的解决方法,将早期提出的解决平面四杆机构轨迹综合问题的方法扩展到平面四杆机构的刚体导引综合中。通过对刚体转角和其对应基本尺寸型的连杆转角小波系数进行分析,发现了二者的内在联系。在此基础上建立了101 408组基本尺寸型的平面四杆机构刚体导引输出特征参数数据库。将位置输出问题转化为平面四杆机构轨迹综合问题,并给出了计算平面四杆机构实际尺寸和机构安装位置参数的理论公式。利用建立的数据库和理论公式,实现了平面四杆机构非整周期刚体导引综合。以生产线上的输送工件的铰链四杆机构为例,证明了本文方法的有效性和可行性。     

带有预定时标齿轮摇杆滑块机构的连杆轨迹生成

利用Fourier级数理论和复矢量理论建立了带有预定时标齿轮摇杆滑块机构连杆轨迹的数学模型;分析了机构连架杆摆角算子与连杆轨迹之间的内在联系;导出了计算机构实际尺寸和安装位置尺寸等参数的数学公式;建立了包含对心和偏置两种情况在内的17205组机构基本尺寸型连架杆摆角算子的数值图谱库;实现了利用数值图谱法进行齿轮摇杆机构连杆轨迹的尺度综合;文中最后给出了综合算例。     

利用数值图谱法进行RCCC机构的函数综合

借助傅里叶级数数学工具,对RCCC机构的输出函数进行了深入研究。发现了输出函数的谐波特征参数与机构尺寸参数的内在联系,找出了影响转角输出函数的谐波特征参数和位移输出函数的谐波特征参数的机构尺寸参数,从而确定了机构的基本尺寸型,在此基础上建立了包括几千万组基本尺寸型在内的数值图谱库,给出了函数综合的步骤,解决了RCCC机构的函数综合问题,并通过实例证明了所提方法的有效性。     

小曲柄齿轮五杆轨迹同源机构的尺度综合研究

讨论了小曲柄齿轮五杆机构的尺寸约束条件,根据复矢量理论和Fourier级数理论,分析了小曲柄齿轮五杆机构连杆轨迹谐波特征参数的特性,为数值图谱库中数据的压缩奠定了理论基础,建立了较为完善的小曲柄齿轮五杆机构连杆转角算子谐波特征参数的数值图谱,并对双曲柄齿轮五杆轨迹同源机构的几何关系进行了分析,实现了利用数值图谱法进行小曲柄齿轮五杆轨迹同源机构的尺度综合.综合算例表明该方法实用方便.     

用谐波理论和快速傅立叶变换进行五杆机构的轨迹综合

从谐波理论的角度出发,采用平面曲线的快速傅立叶变换,可得到由谐波成分表示的任意五杆机构连杆轨迹的数学描述;应用归一化处理,可将形状、大小、方位、偏移各异的连杆曲线统一到相同的机构特征参数下,从而揭示出各类曲线与机构尺寸型及两输入构件初始角度之间的内在联系。本文首次提出了求解实际机构各参数的数学公式,使利用各种驱动类型和不同定传动比的五杆机构特征参数数值图谱进行五杆机构轨迹综合更为有效。     

球面四杆机构函数综合的傅立叶级数法

从球面四杆机构的输入角与输出角的函数关系入手,借助傅立叶变换这一数学工具,发现了输入输出函数与基本尺寸型的关系。在此基础上建立了包含148995组曲柄摇杆机构和490545组双曲柄机构基本尺寸型的球面四杆机构输出函数特征参数的数值图谱库。通过建立的球面四杆机构输入输出函数的数值图谱库,实现了球面四杆机构的函数综合。为提高综合所得机构的精度,采用了遗传算法对综合结果进行了优化,并给出了相应的算例证明了本方法的有效性。     

利用数值图谱法进行多杆直线导向机构的轨迹综合

给出了类四杆五杆机构的几何约束条件,讨论了类四杆五杆机构连杆轨迹与连杆转角算子之间的关系,建立了包含137052组机构基本尺寸型的特征参数数值图谱库,实现了对带有预定时标多杆直线导向机构的轨迹综合,文中最后给出了算例对其进行验证。     

λ型铰链四杆机构的轨迹综合及其误差分析

分析了"λ"型曲柄摇杆机构的基本尺寸型的尺寸约束条件,建立了共包含9120组基本尺寸型连杆转角算子谐波特征参数的数值图谱库,实现了利用数值图谱法进行带有预定时标对称连杆轨迹的尺度综合,并对尺度综合时存在的误差进行分析定义,计算出了综合所得各组机构的各项误差值,为机构设计人员在选择可行机构时提供了有力的参考数据;综合算例表明该方法是可行有效的.     

双直线导向机构的轨迹综合及其误差分析

通过建立机构基本尺寸型连杆转角算子谐波特征参数的数值图谱库，实现了利用数值图谱法进行带有预定时标双直线导向机构的轨迹综合，并对轨迹综合时存在的误差进行分析定义，计算出了综合所得各组机构的各项误差值，为机构设计人员在选择可行机构时提供了有力的参考数据；综合算例表明该方法是可行有效的。     

Atlas of spherical four-bar mechanisms

An atlas or catalogue of mechanisms provides a useful aid in the synthesis of mechanisms for new applications. The atlas stores mechanisms together with their coupler paths. Fourier techniques can be used as a convenient means for representing, in normalized form, curves for planar mechanisms. This paper looks at the extension to spherical four-bar mechanisms. In particular, a means for projecting a spherical curve onto a plane is discussed which depends only on the geometry of the curve and not on the choice of world coordinate system.