變拓撲并聯(lián)機構(gòu)綜合方法及應(yīng)用研究.pdf

1、變拓撲并聯(lián)機構(gòu)是一系列拓撲結(jié)構(gòu)相似，機構(gòu)特性卻不同的并聯(lián)機構(gòu)族。對變拓撲并聯(lián)機構(gòu)綜合方法的深入研究，有利于發(fā)現(xiàn)更多的機構(gòu)構(gòu)型，同時也可為并聯(lián)機構(gòu)構(gòu)型優(yōu)選、優(yōu)化和計算機輔助設(shè)計提供理論依據(jù)。本課題主要針對變拓撲并聯(lián)機構(gòu)的基本定義、變拓撲并聯(lián)機構(gòu)的遺傳綜合方法、機構(gòu)拓撲結(jié)構(gòu)改變前后運動學(xué)和動力學(xué)性能的變化以及變拓撲并聯(lián)機構(gòu)在輪胎成型鼓上的應(yīng)用等方面進行了較為系統(tǒng)的研究。 第一，依據(jù)變拓撲結(jié)構(gòu)機構(gòu)理論，分別給出了并聯(lián)機構(gòu)拓撲基、并聯(lián)機

2、構(gòu)拓撲基圖和變拓撲并聯(lián)機構(gòu)具體的數(shù)學(xué)定義及相關(guān)性理論，進一步完善了變拓撲并聯(lián)機構(gòu)理論體系(主要是構(gòu)態(tài)變拓撲并聯(lián)機構(gòu))。針對變拓撲并聯(lián)機構(gòu)的拓撲結(jié)構(gòu)參數(shù)，分別研究了變拓撲并聯(lián)機構(gòu)的變拓撲方式、拓撲描述、機構(gòu)單開鏈位移輸出和變拓撲判定準(zhǔn)則，并以典型的并聯(lián)機構(gòu)為實例，說明了變拓撲并聯(lián)機構(gòu)的拓撲結(jié)構(gòu)的構(gòu)態(tài)特征。 第二，結(jié)合拓撲結(jié)構(gòu)學(xué)、群論和遺傳理論，進一步研究機構(gòu)的拓撲參數(shù)變化與遺傳機理上的選擇、復(fù)制和變異等遺傳操作的對應(yīng)性，分析了變拓

3、撲并聯(lián)機構(gòu)的變拓撲操作，提出了基于遺傳機理的變拓撲并聯(lián)機構(gòu)遺傳綜合方法，給出了相應(yīng)的運動學(xué)、動力學(xué)和解耦性分析，然后結(jié)合實例給出了遺傳綜合方法的具體綜合過程，并研究了各構(gòu)態(tài)的機構(gòu)型式和拓撲解耦性。 第三，對輪胎成型鼓折鼓過程中的多個構(gòu)態(tài)進行拓撲學(xué)分析，將變拓撲并聯(lián)機構(gòu)應(yīng)用于輪胎成型鼓的折鼓機構(gòu)設(shè)計，并根據(jù)變拓撲并聯(lián)機構(gòu)在輪胎成型鼓方面的創(chuàng)新應(yīng)用申請了相關(guān)專利。然后詳細分析了可實現(xiàn)兩平移一轉(zhuǎn)動的兩支鏈和三支鏈并聯(lián)機構(gòu)的類型，利用遺

4、傳綜合方法給出了構(gòu)型綜合過程，列舉了可以實現(xiàn)成型鼓折鼓運動軌跡的兩支鏈和三支鏈并聯(lián)機構(gòu)型式，并且對成型鼓的折鼓運動軌跡規(guī)劃加以數(shù)值仿真。 第四，在分析成型鼓的運動學(xué)要求的基礎(chǔ)之上，在上述綜合出的構(gòu)型中選擇相適用的構(gòu)型用于變拓撲并聯(lián)輪胎成型鼓，并進行構(gòu)型優(yōu)化選擇和運動分析。在UG中建立變拓撲并聯(lián)輪胎成型鼓機構(gòu)的零件模型和虛擬樣機，然后利用ADAMS軟件對變拓撲并聯(lián)輪胎成型鼓的運動學(xué)和動力學(xué)特性進行仿真分析和驗證。 通過以上