现代机构学的形成、基本内容和应用前景

机构学现代化对机械工业的发展意义重大。广义机构、可控机构、机构系统概念设计、机器人和步行机机构、微机构和微驱动、仿生机构、新型机构等是现代机构学研究的主要内容。现代机构学形成的主要标志是机电一体化系统的形成和应用。现代机构学与传统机构学的主要区别是对机构内涵的不同认识、机器构成的不同、机构设计理论与方法的不同。现代机构学具有广泛的应用前景 ,可以对可控机构、机器人、微机械、机械动力分析等的深入研究产生影响。     

分度凸轮机构纵横谈

分度凸轮机构纵横谈吉林工大胡秉辰一、分度凸轮机构概述各种自动机和自动生产线上大量应用间歇机构或称分度机构、步进机构。传统的间歇机构有槽轮机构（马氏机构、棘轮机构、不完全齿轮机构）。传统的间歇机构分度精度不高、性能差,只能用于低速,每分钟分度几次～几十...     

可控机构的分类及应用

论述了可控机构是现代机构学的重要分支。对可控机构进行分类研究 ,以可控机构的输出柔性为特征将可控机构分为可调机构、变输入转速机构、混合驱动机构、电子凸轮机构等四大类。对每一类型的可控机构给出定义、应用研究现状分析、对较成熟的可控机构分支给出应用实例     

四杆机构演化仪的设计与运动分析

通过曲柄摇杆机构为基本机构,运用特殊的关节和四杆机构的演化原理,设计了一种四杆机构演化仪。可在一个装置中完成曲柄摇杆机构、双摇杆机构、双曲柄机构、曲柄滑块机构、曲柄摇块机构、导杆机构、双滑块机构等八种四杆机构的运动过程,并且通过各四杆机构之间转换完整的展示了四杆机构的演化原理。基于TRIZ理论进行了四杆机构演化仪的创新设计,完成了整体结构设计。运用复数矢量法对基本机构进行运动分析并使用Adams进行运动仿真,从中获得了机构的精确运动特性。     

基于修正的G-K公式的组合机构自由度的计算

用修正的Grübler-Kutzbach的机构自由度计算公式，计算组合机构的自由度，有时会产生错误的结果。为了正确计算组合机构的自由度，并考虑计算组合机构自由度的方法便于工程技术人员学习和应用，根据修正的Grübler-Kutzbach的机构自由度计算公式，导出组合机构自由度的计算公式，得到机构自由度的一般计算公式；提出计算组合机构自由度的注意事项，给出了组合机构划分为基本机构的方法，并给出了算例。修正的Grübler-Kutzbach的机构自由度计算公式只能用于1个基本机构的自由度计算及各个基本机构的公共约束相同的机构自由度计算；对于一般的组合机构，要用组合机构自由度的公式计算其自由度。组合机构自由度等于各个基本机构自由度的和。     

空间RSSR机构向球面4R机构的转化

根据空间RSSR机构建立机构运动的数学模型,推导出空间RSSR机构的位移方程。同时分析空间RSSR机构转化为球面4R机构的必要条件,并从理论上证明通过对机构设计参数的特殊选取,空间RSSR机构可以转化为轴线相交一点的球面4R机构,然后推导出空间RSSR机构为主动曲柄件时,空间RSSR机构转化为4R机构的各个设计参数应满足的条件,为实际工程应用提供理论依据。根据空间RSSR机构转化为球面4R机构的方法,通过理论计算和试验仿真分析,设计出适应高速剑杆织机的空间引纬机构。以高速剑杆织机的空间引纬机构设计为实例,对以空间4R机构代替空间RSSR机构的设计方法进行验证,验证结果显示,该方法设计的球面4R机构能够满足空间RSSR机构的运动规律要求,并具有更好的运动性能以及可加工性与可装配性。从结构、工艺、维护以及运动学与动力学性能等方面比较空间RSSR机构和球面4R机构的性能与特点,结果显示了使用球面4R机构代替空间RSSR机构的优越性,并为将来空间复杂驱动机构的设计提供了参考。     

基于符号演变的运动方案建模

针对目前计算机辅助设计系统对机械运动方案设计支持能力不足的问题,提出了运动功能-机构映射-机构组合的层次运动方案设计模型。运动功能层利用功能符号实现了运动方案设计过程和复杂机构运动关系的抽象表达,机构映射层通过运动功能到机构和运动关系到机构组合关系两个映射过程实现了功能符号到机构简图符号以及机构简图符号到机构装配符号的演化,机构组合层通过机构装配符号组合实现了运动方案设计结果的可视化。     

基于并联技术高速加工大型工件的车载式五轴联动机床

并联机床（又称虚拟轴机床）是由机械机构学原理引用过来的,机构学里将机构分为串联机构和并联机构,串联机构的典型代表是机器人,传统的机床的布局实际上也是串联机构。     

基于传动性能的连杆-齿轮组合机构设计

针对Non-grashof机构在极限位置附近的运动不稳定现象,提出用齿轮—连杆组合机构作为Non-grashof机构的驱动机构,含有不完全齿轮的轮系作为运动极限位置通过机构,设计并制作了集Non-grashof机构、驱动机构及运动极限位置通过机构为一体的实验装置,验证了组合机构设计方法的有效性,为组合机构设计提供了一个新思路。     

基于SolidWorks/MATLAB的螺旋机构的运动研究

螺旋机构是机械行业所有机构中(即连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、槽轮机构、螺旋机构等)的一种重要的基础机构,理论性和工程性都比较强,有减轻劳动强度和提高工作效率的功能。而对螺旋机构的运动进行分析研究是一个不可或缺的环节,许多螺旋机构只有在实现其运动分析与仿真时才有其应用的价值。通过机构的运动分析与仿真,不仅能够更好地了解和掌握螺旋机构的基本的理论知识,而且能够提高机械机构设计的效率和质量。     

基于ADAMS的新型并联机构运动学仿真

结合现有并联机构与柔索并联机构的特点,设计出一种刚柔结合的并联机构。在机构中加入柔索,达到提高机构精度、减小机构振动的目的。首先系统介绍了机构的构型,然后应用ADAMS仿真软件建立了并联机构的虚拟样机模型,进行了运动学仿真分析,证明了机构设计的合理性。     

混合驱动机构研究进展与发展趋势

混合驱动机构是可控机构的一种,其适度柔性以及降低驱动与控制成本的特性与优势使其成为现代机构学的重要研究分支之一。随着对混合驱动机构研究的深入,混合驱动机构理论和应用也不断地发展和创新。对现有的研究成果加以分析和总结将有利于促进混合驱动机构理论和应用的进一步发展。分析混合驱动机构的内涵,分别论述双自由度和多自由度混合驱动机构的研究进展,主要包括:混合驱动机构的构型设计与可动性、混合驱动机构的轨迹特征、混合驱动机构的运动学、混合驱动机构的动力学及混合驱动机构的应用等方面的研究进展。提出混合驱动机构研究的关键问题,总结了混合驱动机构的未来发展趋势。研究成果对拓展混合驱动机构的设计空间、开辟混合驱动机构新的应用领域具有重要意义。     

组合机构的基本特征和设计方法

机构选型和组合应用已成为机械运动方案设计重要内容,明确基本机构、机构组合、组合机构的结构特征和内涵将有利于机构系统设计深入研究。分析了原有各种对基本机构、机构组合、组合机构的定义所存在的问题。提出了对它们的新定义,澄清某些模糊概念。     

空间双层过约束可展机构的设计与分析

折展机构以其优越的折展性能,广泛应用于航空航天以及建筑等领域。以基于等边Bennett机构拓展得到的6R机构与三重对称Bricard机构巧妙结合,得到了一种可折展的环状机构,建立了多种过约束机构的几何模型并改进了环状机构的理论模型。利用D-H参数法对改进组合机构进行了运动学分析,得到其运动特性。以可折展环状机构为基本组网单元搭建了大尺度单层空间折展机构;以拓展6R机构衍生的7R机构结合Sarrus机构设计了可折展的连接单元,与单层折展机构复合构建空间双层可展机构,并提出了空间多层折展机构的可能性。     

折弯机压紧机构的选型及设计

为了解决折弯机压紧机构工作稳定性较差、可靠性较低的问题,对压紧机构进行了选型,并应用串联式机构组合原理对压紧机构进行了方案设计,给出了压紧机构的机构运动简图和主要尺寸,并在此基础上完成了压紧机构的结构设计。     

吉他演奏机器人的机械结构设计

设计的吉他自动演奏机器人,根据仿生学原理设计演奏机构,并完成各演奏机构的运动学和动力学分析。在此基础上,为各机构选用合适的驱动装置。演奏机构由压弦机构、拨弦机构、变速机构和消音机构构成,通过Pro/e三维仿真后,由3D打印机打印完成。根据系统设计要求,选取气动系统作为压弦机构、拨弦机构、变速机构和消音机构的驱动装置。通过对其进行基本动作、音符以及乐谱演奏的测试,所设计的吉他演奏机器人能准确无误的完成演奏要求。     

平面3自由度并联机构弹性动力学研究

以平面3自由度并联机构为例,将机构划分成杆单元和平面三角形单元,用有限元理论建立机构微分运动方程。分析机构模态频率和主振型随机构位姿的变化情况。研究机构在主动力和惯性力激励下的动力响应,将机构真实运动与其刚体运动比较,揭示了机构瞬时振动的型态,找出了机构主要柔性环节。研究机构在加速、匀速和减速运动状态下,动平台的位置和姿态误差的变化规律,清楚了机构速度和加速度的动力特性,结果显示,在机构加速或减速过程中位姿误差和动应力显著增大。     

基于双曲柄滑块机构的缆线爬行机器人机构本体设计

通过对双曲柄滑块机构的结构特征、滑块运动特性进行分析,指出了该机构的倒置机构作为缆线爬行机器人机构本体的可行性,为曲柄滑块机构的倒置机构在缆线爬行机器人机构中的应用做了有益的探索,对解决高空缆线行走机器人机构选型的综合问题研究有一定参考价值.     

2-RUUS机构动力学性能分析

对新型的2-RUUS机构进行机构位形分析,利用虚设机构法求出机构的影响系数矩阵,采用影响系数法和微分法分别求出机构的输入速度和输入加速度仿真曲线,验证了影响系数矩阵的正确性。同时给出任意机器人机构惯性力和机构尺寸以及机构质量之间的关系不等式,及相应的惯性力全域性能指标,利用该指标公式可以对任意机器人机构进行杆件尺寸和质量对动力学性能影响的分析。在只考虑机构尺寸的情况下,利用加速度全域性能指标和惯性力全域性能指标,分析2-RUUS机构的动力学性能,绘出上述指标的性能图谱。得到该机构尺寸和动力学性能的关系变化趋势,同时也得到了所讨论的机构范围内性能较好的机构尺寸。     

一种新的基本机构——高副杆机构

本文通过对轻武器机构的分析 ,抽象出了一种不属于普通《机械学》中基本机构的一种新机构———高副杆机构。该机构广泛存在于轻武器各种机构当中。从机构分析的实际和需要出发 ,高副杆机构的提出是对普通《机械学》内容的补充。