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.     

按连杆长及两运动位置最优设计曲柄摇杆机构

已知连杆长度及两个运动位置,以曲柄摇杆存在条件、连杆连续运动条件设计机构最小传动角的最大值,然后依据许用传动角条件,以机构结构最紧凑为目标函数,优化了曲柄摇杆机构的几何尺寸。     

混合驱动五杆机构的构型和连杆曲线变化规律的研究

从分析平面五杆机构的相对杆长关系入手 ,给出了平面五杆机构可装配条件及五杆机构中周转副存在的充要条件 ,并据此对平面五杆机构的构型进行了分析 ,得出了平面五杆机构中无条件三曲柄、无条件双曲柄、曲柄摇杆机构、双摇杆机构存在的条件 ;并借助于计算机机构仿真的方法 ,研究了双曲柄混合输入五杆机构的连杆曲线随机构尺寸参数和运动参数变化的新规律。     

曲柄摇杆机构按连杆三运动位置的最优设计

按连杆杆线长度及三个运动位置,在满足曲柄存在条件,机构许用传动角条件前提下,以机构结构最紧凑为寻优目标函数,最优确定曲柄摇杆机构的几何尺寸。     

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。     

曲柄摆杆型六杆全程函数机构的综合

以主动曲柄和从动摆杆间的给定运动关系为基础,通过引入二自由度五杆机构及其连杆铰接点曲线,提出了六杆函数机构的轨迹逼近-函数插值轮换综合法。     

对称双曲柄齿轮五杆机构连杆曲线及其应用

系统地研究了一种特殊的双曲柄齿轮五杆机构——对称双曲柄齿轮五杆机构。首先分析了齿轮传动比和两齿轮的相对初始相位角对这种机构连杆曲线形状的影响 ,进而分析了该机构实现直线轨迹时的运动特性 ,并给出了这种机构的设计方法 ,最后给出了一些应用实例     

曲柄滑块型6杆函数机构的近似综合

以主动曲柄和从动滑块间的给定运动关系为基础 ,通过引入 2自由度 5杆机构及其连杆铰接点曲线 ,提出了曲柄滑块型 6杆函数机构的轨迹逼近———函数插值轮换综合法。最后用综合算例验证了本方法的正确性     

用快速傅里叶变换进行球面四杆机构连杆轨迹综合

根据给出的球面四杆机构连杆轨迹的数学模型,借助傅里叶级数这一数学工具,对连杆轨迹的谐波成分进行理论分析,发现连杆轨迹的谐波成分与其相应转角函数谐波特征参数和机构尺寸参数的内在联系。确定球面四杆机构的基本尺寸型,在此基础上建立包含600余万组机构基本尺寸型的球面四杆机构连杆轨迹的谐波特征参数数值图谱库。利用傅里叶级数理论建立球面四杆机构处于空间任意位置时连杆曲线的数学方程,推导出计算机构的实际安装尺寸、连杆上点的位置和机构安装尺寸参数的理论计算公式。利用建立的谐波特征参数数值图谱和推导的理论公式解决了球面四杆机构的轨迹综合问题,最后给出算例证明本方法的可行性。     

曲柄滑块型6杆函数机构的近似综合

以主动曲柄和从动滑块间的给定运动关系为基础，通过引入2自由5杆机构及其连杆铰接点曲线，提出了曲柄滑块型6杆函数机构的轨迹逼近－函数插值轮换综合法，最后用综合算例验证了本方法的正确性。     

四杆曲线同源机构的构成特性和传动角的研究

四杆曲线同源机构与原始机构的对应杆长具有比例和对调关系，且同源机构要由反装构形得到，从而揭示出同源机构与原始机构在尺寸型上的内在联系；本文还提出：在大多数使用情况下，四杆曲线同源机构与原始机构具有相同的传动角     

基于同源机构构造的一类自运动机构综合及其比例尺度特征

以一类动静平台均为等边三角形的6-SS型自运动机构为研究对象,从同源机构构造的视角探究该类机构的综合以及尺度特征。根据末端构件存在的转动、移动特征,建立空间单环SSC机构的共形几何代数模型,分析其运动参数与尺寸参数之间的映射关系;基于该机构在最高位置处的垂直投影,构造了具有相同映射关系的一簇3-SS/C机构,揭示了等边三角形平台的6-SS型自运动机构的同源构成本质以及所需满足的位形条件。根据机构簇存在的尺寸转换关系,设计给定的3-SS/C机构的同源机构,分析并得出平台设计点满足的几何规律,提出了6-SS型自运动机构综合的几何化方法;进一步基于所得出的几何规律,揭示了该类机构的比例尺度特征,Griffis-Duffy平台为该类机构的特例。该项研究在丰富同源机构种类的同时,也为包含比例尺度特征的机器人机构拓扑结构设计提供了一个崭新视角。     

基于ADAMS曲线同源机构运动特性仿真分析

根据罗培兹定理所提出的同源机构的概念和作法,作出了具体四杆杆机构及其同源机构。应用机构动力学仿真软件ADAMS,在保证原动件初始相位角一定的情况下,对原始机构及其同源机构连杆上轨迹相同点的运动特性进行仿真和分析,验证了原始机构和同源机构的传动角相同。     

Studies about the use of semicircular beams as hinges in large deflection planar compliant mechanisms

Conventional hinge designs in planar compliant mechanisms have a limited deformation range because of the high stresses induced during deflection. To improve the range of motion of these mechanisms, hinges that allow for large displacement are highly desirable. This paper explores the use of curved beams as large displacement hinges in planar compliant mechanisms. To facilitate design, analytic expressions that predict deflections under different types of loads are introduced. These expressions are used in pseudo rigid link models of compliant mechanism designs. Predictions made by the analytic expressions are compared with the results of FEA simulations. To validate the proposed models, two planar compliant mechanism designs were prepared and experimental measurements of deflections under loads were made. Overall, results showed that analytic models and FEA predictions lie within 10% of experimental data for the planar mechanism geometry in which pseudo rigid motion models apply. FEA models of the second case, a more complex mechanism, make predictions that lie within 15% of experimental measurements. Results and ways to improve accuracy of models and designs are discussed at the end of the article.     

Large Deformation Analysis and Synthesis of Elastic Closed-loop Mechanism Made of a Certain Spring Wire Described by Free Curves

Recently novel mechanisms with compact size and without many mechanical elements such as bearing are strongly required for medical devices such as surgical operation devices. This paper describes analy...     

夹具定位误差分析自动建模方法

提出一般夹具的定位误差分析模型建立方法。根据工件—夹具系统的误差形成和传递路线分析,将工件—夹具系统分为定位元件、定位基准、工序基准和加工特征等四个要素组成,通过求解四个要素之间的位置变动获得工件—夹具系统整体的定位误差。将四个要素之间的位置及其变动关系用连杆机构模型等价表示,工件—夹具系统转换为接触副等价机构、公差关系等价机构、工序尺寸等价机构等三个等价机构的组合。研究工件和夹具定位元件接触副与等价机构之间的映射关系的建立方法,研究定位基准与工序基准、工序基准与加工特征之间的尺寸与公差关系所对应的等价连杆机构的建立方法,研究采用机构的结构参数和运动参数表示工件—夹具系统的所有工序信息及其内在联系的方法。利用机构学的机构位置计算方法求解定位误差,实现定位误差分析的自动化。     

同源连杆机构构成特性和传动角的研究

从理论上揭示了原始机构及其同源机构在尺寸型上的内在联系,即它们的确生成了同一条轨迹.还提出,同源机构与原始机构的对应构件有相同的角速度;在通常使用情况下,同源四杆机构与原始四杆机构具有相同的传动角.     

三自由度并联机器人机构运动极限位置的精确解法

三自由度平面八杆机构，将其中两个原动件固定时，就成为Stephenson形平面六杆机构。该机构的输入输出角位移关系可用六次方程式来表示。因此，可用第1原动件的运动极限位移来取代六次方程式的重根，提出的这一方法同样适用于第2、第3原动件，此方法为三自由度平面八杆机构传动性能的评价指标提供了新的依据。     

三阶魔方机构的拓扑与运动简图

表面上简单、紧凑的魔方机构,实际上却可以实现着运动的千变万化,这种奇妙的模型远超出了传统机构学的概念和设计方法。以经典三阶立方体魔方为对象,从建立魔方机构的运动简图为突破口探索魔方世界中的机构学问题。分析魔方机构中的构件和运动副,提出了两种新的运动副以描述魔方在运动过程中构件间的连接在可动与相对固定之间切换的问题;提出了正位状态和非正位状态的概念,表达魔方机构在转动过程中构态的变化,用机构拓扑图分别描述该两种构态下构件间的连接关系,采用邻接矩阵反映构件间的位置关系和拓扑特征,从而将魔方机构的图表达转换为数学表达的方法。为将复杂的魔方机构模块化,采取对魔方整体的约束关系进行内外划分并提取魔方运动单元机构的方法,结合抽离出的单元机构子邻接矩阵,以第一卦限单元机构为例,分别建立了正位和非正位状态时外部环路魔方机构的运动简图。研究工作为非传统、变拓扑、多构态、多环路机构的结构分析提供参考,为魔方机构后续的自由度分析与运动特性分析提供模型。     

An integrated design of quasi-zero stiffness mechanism

Nonlinear Quasi-zero stiffness (QZS) mechanisms were studied to overcome the weakness of linear isolators. This paper presents an integrated design of the QZS mechanism. First, various types of QZS vibration mechanisms are analyzed and a generalized model for QZS mechanisms is derived. The generalized model consists of two main parts: link and horizontal spring. The motion equation of the QZS mechanism is a Duffing equation with nonlinear stiffness. Based on the generalized model, the design problem of the QZS mechanism is converted into the kinematic design of a link element. For simplicity, the link is generalized with a cam-roller mechanism. The integrated design approach shows that the QZS mechanism can have desired QZS characteristics with properly designed cam geometry.