基于桿組法的機構型綜合與運動學分析系統(tǒng)研究.pdf

1、本文論述了機構學研究現(xiàn)狀,重點探討了全鉸鏈N桿組的機構型綜合,提出了一種桿組的拓撲圖繪制方法;提出變胞元桿組概念、基于基本桿組和變胞元桿組的變胞機構設計理論;對基本4桿組和變胞元4桿組進行包含移動副的構型綜合分析;探討高級別桿組的非線性方程組解法,實驗論證了4桿組構型綜合理論,研制完成基于桿組法構建的機構運動學分析軟件。
　　 (1)在已有研究的基礎上,本文首先計算分析并推導出桿組的特征值,提出了一種桿組拓撲圖的繪制原則。基于有

2、限的桿組特征值組合,采用拓撲圖法對1環(huán)以內、不包含5元以上構件的2至10桿組進行了構型綜合,列表給出了這些全鉸鏈桿組的拓撲圖和結構圖。通過對比桿組特征值和桿組結構圖譜,可快速準確地判別結構復雜機構的級別,利于后續(xù)采用桿組模塊化運動學分析求解。提出了桿組構型的數(shù)組表示法,并列出了構型表,實現(xiàn)了桿組的數(shù)字化表示。通過實例分析了上述理論方法的正確性。
　　 (2)提出桿組構型綜合的實用可動型理論,對4A桿組和4B桿組提出了一種新的、直

3、觀的命名方法,通過桿組名稱可直觀地獲得桿組結構構型?；趯嵱每蓜有瓦M一步分析和論證4A桿組有16種、4B桿組有21種構型綜合。
　　 結合目前變胞機構的研究熱點,提出變胞元桿組的概念,提出基于基本桿組和變胞元桿組的變胞機構設計方法、變胞方式等理論,舉例分析了變胞元桿組的蛻化和衍生原理,分析確定變胞元4A桿組、變胞元4B桿組構型綜合分別為66種和70種,并列表給出其結構圖。以上研究為機構學的理論拓展和變胞機構的設計、開發(fā)應用提供了

4、可行的理論方法和詳實的圖表數(shù)據。
　　 (3)完成了基于桿組法構建的機構運動學分析系統(tǒng)的設計與實現(xiàn),闡述系統(tǒng)整體設計思路,以及關鍵技術,如4桿組的非線性方程組解法、所有2,4桿組的歸一化求解實現(xiàn)、含附加桿的機構組建、桿組或構件不同聯(lián)入方式的信息處理、多自由度機構仿真預運行、提出高級別桿組可行域的概念、利用機構初始構態(tài)信息作為迭代初值去求解位移模塊,較好地解決了非線性方程組求解對迭代初值的依賴性等。基于桿組法構建的機構運動學分析系