Stephenson-Ⅲ六杆机构死点位置的结式消元法识别

提出了一种基于结式消元的Stephenson-Ⅲ型六杆机构死点位置识别的新方法。Stephenson-Ⅲ六杆机构输入-输出方程的重根和机构的死点与双点位置是一一对应的。将Stephenson-Ⅲ六杆机构看作由一个四杆链和一个五杆链组成,首先分别建立这两个运动链的闭环矢量方程,然后利用消元法和正切半角替换推导出机构的输入-输出多项式方程和关于机构双点的一元六次方程;基于Sylvester结式定理求得机构输入-输出方程的重根和双点方程的实数根;从输入-输出方程的重根中删除机构的双点位置即得到机构的死点位置构型。     

Stephenson六杆机构可动性研究

可动性问题是Stephenson六杆机构综合与分析中最基本也是最困难的问题,它包括回路缺陷、曲柄存在和运动顺序等问题的判别。将Stephenson六杆链看作一个基础四杆链和双杆组组成,则其回路特性由基础四杆链的回路特性与双杆组的构形以及他们的相互作用决定。基于基础四杆链和双杆组的两个公共副之间的距离,提出了Stephenson六杆链回路的识别原理和方法,给出了回路缺陷的判别方法及实现步骤,推导了各种Stephenson六杆机构曲柄存在条件,得到了一种与主动副无关的机构运动顺序问题的判别方法。系统地解决了Stephenson六杆机构精确点综合中最棘手的三个问题并易于计算机自动设计,对于机构的分析和综合有重要的参考价值。     

耦合度为1的StephensonⅢ型六杆机构曲柄问题的研究

耦合度为 1的StephensonⅢ型六杆机构由于其一个回路可以有多达六个分支 ,且主动件相对于机架甚至会通过大于 36 0°的角度产生振荡 ,所以其曲柄存在的判别一直未得到解决。本文在距离曲线法回路分析的基础上 ,通过对表示机构回路的曲线段进行分析 ,提出了此种机构曲柄存在的判断方法 ,从而解决了机构综合中最困难的问题之一 ;最后给出多个实例证明了此方法的正确性 ;此方法还可以扩展到其他耦合度为 1的六杆机构曲柄存在的判断 ,在理论和实际上对机构的综合和分析有重要的价值     

A novel family of linkages for advanced motion synthesis

A four-bar linkage being able to visit exactly up to five poses, approximate synthesis should be applied for a large number of poses. We introduce here a family of linkages for motion generation, and further derive a method to synthesize one linkage of this family, which can visit up to 11 poses exactly. Interestingly, the upper bound for the number of solutions of the synthesis equations derived for the linkage turned out to be in the billions. An example is given to illustrate and validate the proposed approach.     

A study of the instantaneous centers of velocity for the 3-dof planar six-bar linkage

This paper is a detailed study of the instantaneous centers of velocity (henceforth referred to simply as instant centers) for the three-degree-of-freedom (henceforth abbreviated as 3-dof) planar six-bar linkage. The paper focuses on graphical techniques, which only require a knowledge of elementary and analytic geometry, to locate the unknown (or secondary) instant centers. In addition, analytical techniques are provided to interpret the graphical concepts and confirm the new results. Several important theorems are proposed which relate to special cases where the secondary instant centers are either single points or infinite lines. The paper investigates points and lines at infinity and presents theorems to explain how secondary instant centers relate to each other when one, or more, are at infinity. There is an in-depth discussion of double points and double lines, that is, points and lines that map onto themselves, and several lemmas and theorems show how to obtain the number of double points and double lines for the 3-dof six-bar linkage. The results presented in this paper will prove useful in the kinematic analysis and synthesis of multi-degree-of-freedom planar linkages.     

“梯形”四杆直线机构综合方法的研究

在给定直线上一点和直线方向以及两个机架点的情况下 ,得到可以综合出具有鲍尔点的“梯形”四杆直线机构的方法。分析了曲率驻点曲线蜕化的原因和结果 ,利用蜕化了的曲率驻点曲线和欧拉 -萨法利方程得到了综合四杆直线机构的公式。机构经过给定点时连杆平行于机架。     

球面4R机构四位置综合的类型图方法

球面4R机构的四位置综合,由于计算量大,求解质量难以预先把握和控制,且具有实质上的盲目性,妨碍了球面4R机构在工程技术领域中的推广和应用。在对美国加州大学欧文分校所提出的类型图方法进行剖析的基础上,利用球面Burmester理论的相关原理,基于MATLAB平台,提出了类型图及其缺陷甄别的一种几何实现方法,将Burmester曲线综合出的全部球面4R机构进行属性分类,使得设计者可以在众多可行的机构综合方案中迅速定位到满足工程需要的机构,很大程度上解决了球面4R机构四位置综合中的复杂性和盲目性难题。通过算例证实了该方法的有效性和实用性。
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平面连杆机构轨迹发生器的高阶综合

以运动约束原理为基础，讨论平面连杆机构轨迹发生器高阶综合的一种新方法，并给出全铰链三支座Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ型六杆机构的综合实例．     

铰链四杆刚体导引机构综合

在对刚体导引机构仔细分析与研究的基础上 ,提出了基于数值比较的刚体导引机构综合的标线旋转法 ,该方法有效地解决了多位置刚体导引机构综合的难题。根据当今计算机计算速度快、存储量大、检索与图形能力强等特点 ,编制了计算与仿真软件对刚体导引机构进行了综合与仿真 ,结果证明所提出的方法是可行且有效的。     

铰链四杆直线机构综合的新方法

给出一种综合连杆曲线具有四个无限接近点（鲍尔点）直线的四杆机构的新方法，用该方法综合铰链四杆机构可事先给定钦逼近直线上的点、直线方向以及机架的位置，而且在每种给定条件下，都可以得到无穷多种机构供设计者选择。     

闭链级联式机器人基于旋量理论的运动学分析方法

闭链级联式机器人由若干个平面四杆机构和空间杆机构串联而成,将这些杆机构中从基座到操作端最短的开链定义为主运动链,这样闭链级联式机器人的运动学分析就转化成了一个开链和若干个单闭链的运动学分析问题。主运动链的运动学分析采用指数积公式。主运动链的关节位置和速度信息可以由各个关节所在的单闭链的运动学分析得到。平面四杆机构和空间六杆机构的运动学分析可以通过建立闭链的结构方程来实现。最后综合主运动链和各个单闭链的运动学分析的结果即可得到主运动链关节空间与末端执行器位形空间的位置和速度映射关系,从而完成整个闭链级联式机器人的运动学分析。     

可调节型函数生成机构的优化综合

提出了一种可调节型连续轨迹生成机构的优化综合方法，通过改变机架杆杆长来实现可调机构运动参数的调节。在可调机构生成不同的函数时都存在驱动曲柄与不含乱支缺陷的前提下使得函数生成机构的最大结构误差达到最小，在建立了机构优化综合的模型后采用改进遗传算法获取全局最优解，优化综合实例结果表明了所提出方案的有效性。     

平面连杆机构近似运动综合研究

连杆机构的近似综合惯用优化法求解，但该法有两大难题：即不易选定合适的初值和难以求得全局最优解。本文提出近似运动综合的全方案优选方法：即首先将近似运动综合的优化问题转化为多项式方程组求解，然后用连续法求出优化问题的全部解，最后考虑曲柄存在、分支、顺序、传动角等设计要求优选机构尺度方案     

Synthesis of position generating crank-rocker or drag-link mechanismsSynthese de generateurs de position par des mecanismes a manivelle oscillante ou a manivelle double

A method is presented to synthesize crack-rocker or drag-link mechanisms which exactly generate a given set of finitely separated positions of a moving plane with a complete solution to the problem of transmission angle control. This paper is an extension of the recent works [1–3] where partial solutions of input-link rotatability and transmission angle control were considered. It is shown how to eliminate the branch defect from the designed linkages.     

可调球面六杆机构轨迹综合

提出一种用于实现多任务的可调球面六杆StephensonⅢ型机构的轨迹优化综合方法。在研究球面六杆StephensonⅢ型机构轨迹综合的基础上,建立该可调球面六杆机构的多任务轨迹综合方程组,并分析可调球面六杆机构能实现的精确点数、任务数与综合时任选变量数之间的关系。为保证综合所得机构的主动构件能够作单向连续整周旋转和良好的传动质量,对机构的曲柄存在条件和传动角计算公式进行推导,建立球面可调机构综合的优化数学模型,并基于病毒进化遗传算法获取综合结果。病毒进化遗传算法将全局进化和局部进化动态结合,具有良好的收敛速度和收敛稳定性,保证了机构综合问题全局最优解的获取。数值实例验证了综合方法的有效性。     

A unified synthesis method based on solution regions for four finitely separated and mixed “Point-Order” positions

For rigid-body guidance mechanism synthesis reaching four specified task positions, Burmester curve equations are presented by a displacement matrix method. These equations are suitable for both four-finite and four-mixed position cases. With the transformation of coordinates, and based on the projective geometry theory that a series of intersections of two pencils-of-low-order curves constitute a high-order curve, Burmester curves can be expressed by the intersections of a pencil-of-circles and a pencil-of-lines. Then the expressions of Burmester points are parameterized with the angle φ by employing a solution region method. Therefore, Burmester curves can be single-valuedly and orderly expressed, and an infinite number of mechanism solutions can be expressed on a finite coordinate plane.     

基于差分进化算法的六杆间歇机构优化综合

将差分进化算法(DE)应用于六杆机构综合。该方法应用于在规定的时间控制和传动角约束下的具有停歇位置的机构综合。文中给出了计算实例,证明这种方法是可行的。     

“三角形”铰链四杆直线机构综合方法的研究

分析了 Ball点位于机架上并且直线方向垂直于机架时 ,曲率驻点曲线蜕化的原因和结果。利用欧拉 -萨法利方程得到了此情况下综合四杆直线机构的方法 ,用此方法可综合出具有四个无限接近点 (即所谓的 Ball点 )直线机构。此时的机构外形为一三角形 ,称为“三角形”铰链四杆直线机构。以文中的结论为基础 ,分析了综合出曲柄摇杆机构的条件     

用广义逆矩阵及连续法进行连杆机构的近似运动综合

提出了连杆机构近似运动综合的一种新方法,其基本思路是：首先利用广义逆矩阵将连杆机构的近似运动综合方程组转化为所含方程数目与变量数目相等的多项式方程组,然后采用连续法求解该方程组,进而得到机构近似运动综合方程组的所有解。利用该方法,可求得多种机构方案与现有用连续法进行机构近似运动综合的方法相比,求解时所需跟踪的同伦路径数目大为减少,大大提高了连杆机构近似运动综合的求解效率。文中以平面铰链四杆机构的近似函数综合为例说明了新方法的运用。     

Stephenson六杆机构近似位姿的计算机辅助几何法

机构尺寸综合的两个基本工具是几何法和解析法,它们只适用于位置较少的机构尺寸综合,而且解析法求解复杂不直观.提出基于CAD几何的Stephenson六杆机构近似位姿综合法.先用CAD的几何约束和尺寸驱动技术,在多个复合精确和近似位姿情况下,构造一个基本六杆模拟机构.再根据轨迹和运动综合的原则,由基本六杆模拟机构分别创造出轨迹和运动的近似位姿综合模拟机构.计算机模拟结果表明,这种方法不仅具有简捷直观、求解精度高和重复性好的优点,而且可以增加机构综合的规定位置个数,为机构的尺寸综合提供更有效的工具.