基于扩展Assur杆组的变胞机构组成原理

提出一种模块化构造变胞机构的新方法,系统研究变胞机构结构组成问题。该方法即基于Assur杆组构造自由度为1的扩展的Assur杆组,应用Assur杆组法构造平面单自由度机构的规则,构造多自由度平面变胞机构。基于Assur杆组构建自由度为1的扩展Assur杆组,给出基于扩展Assur杆组的变胞机构组成原理、自由度的计算、具有确定运动的构型等基本问题。根据变胞后的蜕化的等效Assur杆组,研究扩展Assur杆组的运动变换特征,为变胞机构的结构综合提供依据。基于扩展杆组的概念,构造几种典型的空间1自由度变胞杆组,并对空间变胞机构的结构组成原理进行探索。实例表明,就像用Assur杆组构造普通机构一样,平面和空间变胞机构都能用所给出的自由度为1的模块构造而成,实现了系统的设计变胞机构。     

基于改进的杆组邻接矩阵的平面运动链类型自动综合

为了利于计算机自动综合,提出了改进的Assur杆组邻接矩阵的平面运动链类型自动综合。首先针对构件数主动件数和选定的杆组,根据杆组组成理论求出对角线元素以及它们的不同组合,然后归纳了综合方法和步骤,定义了选定杆组邻接矩阵。因为综合法在综合构件的过程中根据杆件数、主动件数及杆组类型这些因素分类细化了运动链,并同时判断同构构型,所以综合过程具有很强的规律性,效率也很高,可以减少后面运动链同构识别与刚性子链识别的计算量,特别是对于计算机自动综合多杆多主动件的平面机构运动链,并成功应用在综合12杆以下的平面机构运动链类型。并且以6构件单主动件机构运动链为例进行了类型综合。     

平面单自由度多环机构传递特性评价

基于Assur杆组理论,分析平面单自由度多环机构的结构特征,根据Assur杆组与机构输入和输出构件之间的拓扑关系给出平面单自由度多环机构的一般化描述方法。在此基础上,采用螺旋理论的虚系数概念,定义Assur杆组的传递特性,根据杆组之间连接方式构建出平面单自由度多环机构的整体传递特性指标。以一种凸轮连杆机构为例进行传递特性分析,该种方法与机构的实际工作状态密切相关,验证了传递特性指标的有效性。     

基于杆组邻接矩阵的平面构型的同构识别

机构构型的同构识别是机构构型综合的关键问题。针对杆组邻接矩阵平面构型综合法在综合平面构型过程中产生的同构构型,提出了一种识别并去除同构的方法——基于杆组邻接矩阵的平面构型的同构识别。首先根据杆组数和主动件数求出对角线元素,然后识别对角线同构,在添加杆组元素过程中识别杆组添加顺序同构,在杆组添加完毕后识别杆组邻接矩阵中的机构构型对称同构,在矩阵综合的过程中识别并去除三种同构类型。该方法易于计算机实现、操作容易,在综合过程中识别同构构型,使综合的效率提高。     

基于杆组邻接矩阵的平面机构综合方法

为在平面机构综合中能够求解出包含R副和P副的全部运动链,给出一种基于杆组邻接矩阵的平面机构综合新方法。通过对前期研究提出的杆组邻接矩阵进行修正,构造改进的杆组邻接矩阵。基于改进的杆组邻接矩阵,求解给定杆组的所有装配方式,并同步辨识同构体,获取杆组装配关系的杆组邻接矩阵。根据提出的约束条件,采取逐级构造杆组邻接矩阵方法,求解杆组间的可行连接方式,并同步辨识同构体,从而获取全R副杆组间的连接关系的杆组邻接矩阵。将所有类型杆组代入求得的杆组连接关系矩阵,获取所有类型杆组可构成的全部机构构型,包含主动件和机架变换问题。以平面6杆机构为例,应用该方法首次求出包含R副和P副的所有机构构型为364种,验证了提出的综合方法的有效性和实用性。     

平面八杆复铰单自由度机构的构型综合

为综合得到含复合铰链的八杆机构所有构型,提出了一种基于杆组邻接矩阵的构型综合方法。首先,根据机构构件数目,分析机构所有可能的装配组合,并且构造杆组邻接矩阵对角元素。其次,由于机构中复铰类型及个数情况均有不同,将机构分为复铰因子v=1~4的不同类型,根据不同类型,将各级Assur杆组依次连接到前各元素的构件或者运动副上,形成多副杆或者复铰,同时逐步构造杆组邻接矩阵中其余元素,并同步辨识同构体。最后,直至将所有杆组全部连接完成,获得含复铰的八杆机构全部构型。应用该方法,求出了含各类型复铰及不同复铰因子的八杆机构共681种。     

用拓扑特性矩阵辨识运动链的同构体及机架变换研究

基于运动链的基本环路及环路中构件、运动副的互相连接关系，建立了描述平面和空间运动链及机构的拓扑特性矩阵，对平面、空间运动链及机构的同构体辨识问题进行了研究。由于拓扑特性矩阵较常用于同构体辨识的邻接矩阵、关联矩阵等矩阵的元素少，而且可以通过比较拓扑特性矩阵的对应行列的元素直接进行同构体的辨识，因此，应用拓扑特性矩阵辨识同构体是更简便和高效的。给出了应用拓扑特性矩阵辨识同构体的方法、步骤及流程图，并给出了较典型的辨识例子（包括空间运动链），证明了该方法的正确性和高效性。同时还应用拓扑特性矩阵对运动链的机架变换问题进行了研究。     

平面运动链同构识别的标号法

平面机构运动链的同构识别是运动链再生创新设计的重要组成.文中基于平面机构运动链的结构特征,提出了解决此问题的新方法一标号法.首先对运动链各构件按一定的规则进行标号,进行规范化处理,然后用规范化缩杆邻接矩阵表示该运动链图的连接关系,根据两运动链的缩杆邻接矩阵是否相同来识别两构件是否相似.     

平面运动链类型综合的基杆构形树法

在对平面机构闭式运动链结构组成进行研究后,提出运动链类型综合的基杆构形树法。首先,针对给定的构件数与自由度,基于缩杆邻接矩阵综合出运动链连杆序列、缩杆序列、构件度序列以及基杆联结度序列等恒量序列。然后,归纳出基于缩杆邻接矩阵对运动链进行类型综合的方法与步骤,定义了基杆构形树,并用基杆构形树综合出运动链的基杆构形矩阵,进一步研究了综合运动链联结矩阵的缩杆匹配方法。由于基杆构形树法在综合过程中按杆的级别、运动副数目以及联结关系等结构不变量将运动链进行了分类细化,因此综合规律性强、效率高,有利于减少后续刚性子链消除与运动链同构识别的计算量,尤其适合于多杆多自由度平面机构闭式运动链的计算机自动综合,并在12杆以下平面机构闭式运动链的类型综合中得到成功的应用。同时,以10杆单自由度机构运动链的类型综合为例进行了实例分析。     

平面3-DOF混联机构构型综合及其同构分析

通过应用Assur杆组法及图论理论对平面3-DOF全转动副机构进行了构件分类和构件组合,得到了一种最基本的3条支链对称的运动链结构。然后运用拓扑胚图插点法画出了其拓扑胚图,对其支链进行分类并插入拓扑胚图中,再进行同构分析得到了6种运动链构型。最后,运用一种新的基于构件关系的图论描述方法推导出了此机构的混联构型,并对其进行了应用研究。这些为以后非全转动副平面3-DOF机构的研究打下了基础。同时,通过研究平面3-DOF机构也更加有利于空间少自由度机构的研究。     

Constraint Force Analysis of Metamorphic Joints Basedon the Augmented Assur Groups

In order to obtain a simple way for the force analysis of metamorphic mechanisms, the systematic method to unify the force analysis approach of metamorphic mechanisms as that of conventional planar mec...     

基于一种新拓扑图方法的n杆阿苏尔杆组的构型综合与分析

简要论述了目前杆组法在型综合和机构分析方面的现状,计算分析了杆组的特征值,提出了一种新的机构拓扑图表达方法和绘制规则,基于该规则可快速、准确地对全转副6杆、8杆组进行型综合,并给出了全部构型拓扑图。在此基础上给出了基于杆组结构特征的构型数组表示方法,通过一个实例利用上述方法对机构变换进行了分析。     

Position analysis of higher-class Assur groups by virtual variable searching and its application in a multifunction domestic sewing machine

This paper presents a simple and effective method to solve the position of higher-class Assur groups by means of virtual variable searching. It transforms the higher-class Assur groups into a constraint link, Class II Assur group(s), and virtual driving link(s), defined by the virtual variable. The constraint link is reassembled by one-dimensional searching of the virtual variable, and the potential solutions of the position of the higher-class Assur group are achieved with rapid mathematic convergence. Detailed criteria are set up for complicated higher-class Assur groups, including how to select the virtual driving link and constraint Link, and how to decide the solving sequence of converted Class II Assur groups. A versatile visual program has been developed to simulate higher-class planar mechanisms. Finally, an example of the feeding mechanism of a multifunction domestic sewing machine demonstrates the new method.     

含间隙平面连杆机构运动分析的杆组法 (Ⅱ)应用杆组法进行含间隙机构运动误差分析的基本方法

采用连续接触模型,编制了求解含间隙杆组的通用子程序和辅助子程序,结合应用无间隙机构和含间隙机构的杆组法,提出了考虑运动副间隙影响的平面连杆机构运动误差分析的基本方法和步骤。     

偏心渐开线齿轮传动设计的附加杆组法

在偏心渐开线齿轮机构上附加Ⅱ级杆组，得到齿轮五杆机构。通过齿轮五杆机构分析，得到一种偏心渐开线齿轮传动设计方法，该方法思路清新、计算公式简便，便于工程技术人员掌握。     

新型2-TPR/2-TPS空间4自由度并联机构

提出一种新型2-TPR/2-TPS空间4自由度并联机构。机构的运动平台通过两个相邻的TPR分支运动链和两个相邻的TPS分支运动链与固定平台相联接。每个TPR分支由一个胡克铰T、一个移动副P和一个转动副R组成,一端通过胡克铰T与固定平台相联,另一端通过转动副R与运动平台相联;每个TPS分支由一个胡克铰T、一个移动副P和一个球面副S组成,一端通过胡克铰T与固定平台相联,另一端通过球面副S与运动平台相联。运用约束螺旋理论,对机构的运动性质和奇异位形进行分析。机构运动平台具有沿两个TPR分支所在平面的二维移动自由度,和以两个TPR分支胡克铰二级转动副轴线所在平面内的任何直线作为转轴的二维转动自由度。选取4个分支运动链的移动副作为驱动副,发现了机构可能出现的四种奇异位形。     

An extension of the concept of the group

A group is traditionally regarded as part of a mechanism which has zero mobility when its external pairs are connected to the other parts of the mechanisms. This has meant that actuators have not been able to exist in a group. Such a group has been called an Assur group. In this note the concept of a group is extended to groups with many degrees of mobility. Such groups must have as many actuator pairs as degrees of mobility.     

含间隙平面连杆机构运动分析的杆组法──(1)求解含间隙基本二级杆组的数学模型

建立了考虑运动副间隙的五种基本类型二级杆组的数学模型,并据此编制了求解含间隙二级杆组的通用子程序和一些辅助子程序,从而使传统的杆组法能够应用于含间隙平面连杆机构的运动误差分析。     

描述变胞机构构态变换的邻接矩阵法

根据变胞机构的变胞原理,提出变胞机构的三种变胞过程：杆件增加、杆件减少和杆件数不变仅拓扑结构发生变化。在研究变胞机构的三种变胞过程后,提出用邻接矩阵变换的方法来描述变胞机构的变胞过程,同时提出用于相应邻接矩阵变换的4种初等矩阵。矩阵变换法能清楚地描述机构在变胞过程中,各构件的邻接特性变化以及增加或减少的构件数。采用矩阵变换法来描述机构的变胞过程,将变胞机构的构态变换转化为一系列矩阵运算,普遍适用于各种变胞机构的构态变换分析。变换过程全部由矩阵实现,且不需对新机构重新编号,易于计算机编程运算。