機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)器人學(xué)chap2-資料下載頁
2025-03-03 13:03本頁面
【正文】 二、桿組分類法（阿蘇爾運(yùn)動鏈） 桿組的定義 機(jī)構(gòu)可以認(rèn)為是由機(jī)架、主動件和從動件系統(tǒng)三部分組成。從動件系統(tǒng)的自由度為零。因此，從動件系統(tǒng)一定可以分解成一個或若干個不可再分解的自由度為零的運(yùn)動鏈，這種運(yùn)動鏈稱為桿組。 機(jī)構(gòu)是由一個或若干個自由度為零的運(yùn)動鏈依次聯(lián)接到機(jī)架和主動件上而形成的。 桿組的分類 桿組的構(gòu)件數(shù) n與低副數(shù) p滿足： 3n2p=0 運(yùn)動副 A、 C為桿組的外副， B為內(nèi)副，外副若為轉(zhuǎn)動副畫為實心圓，三個運(yùn)動副為移動副則失去桿組性質(zhì)。 n=4， p=6 n=6， p=9 桿組按其包含的封閉形是幾邊形進(jìn)行分級。 桿組運(yùn)動確定性：外副若與運(yùn)動已知的構(gòu)件相聯(lián)，則桿組中每一構(gòu)件的運(yùn)動都是確定的。 桿組靜力確定性：如桿組上作用的外力系已知，則桿組的各運(yùn)動副中的約束反力未知數(shù)可由桿組本身各構(gòu)件的平衡方程式解出。 三、 Ⅱ 級機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析 平面連桿機(jī)構(gòu)利用拆組分析的方法，可以分為 Ⅱ 級機(jī)構(gòu)、 Ⅲ 級機(jī)構(gòu)、 Ⅳ 級機(jī)構(gòu)等。其中 Ⅱ 級機(jī)構(gòu)有五種基本桿組： RRR、 RRP、 RPR、 PRP、 RPP。 1． RRRⅡ 級組的分析 平面鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)可以拆出如圖所示的 RRRⅡ 級組，它是由三個轉(zhuǎn)動副 A、 B、 C和兩個構(gòu)件 2組合而成。在研究機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，往往把運(yùn)動副看成一個點，運(yùn)動副 A、 C即為外點，外點分別與其它桿組的構(gòu)件 i和 j相連接，或其中之一與機(jī)架相鉸接。 ？ ？ 2．內(nèi)副為移動副的 RPRⅡ 級組的分析 P P2為運(yùn)動已知點，其坐標(biāo)為 P1(P1x、 P1y)、 P2(P2x、 P2y)。矢量位置方程： 2led ??? ??向兩坐標(biāo)軸投影得： 解得： ？ ？ ？ 速度和加速度分析同前，得到： 3．外副之一為移動副的 RRPⅡ 級組的分析 P4為運(yùn)動已知點，待求運(yùn)動點為 P2?；瑝K在其上滑動的構(gòu)件上的兩點 P1 和 P3的運(yùn)動為已知。 ？ 39。232442lpplpp?????????? 例：以飛剪機(jī)構(gòu)為例，構(gòu)件 6為原動件，當(dāng)原動件的運(yùn)動給定后，構(gòu)件 5組成的是三轉(zhuǎn)動副的二級組，故可以調(diào)用RRR公式求解，構(gòu)件 4組成的是一外副為移動副的二級組，故可調(diào)用 RRP公式求解。 四、復(fù)雜平面連桿機(jī)構(gòu)的位置分析 構(gòu)成機(jī)構(gòu)的最高級桿組為二級以上桿組的機(jī)構(gòu)稱為高級機(jī)構(gòu)或復(fù)雜機(jī)構(gòu)。 n桿的基本組可以與相關(guān)構(gòu)件（圖中虛線，一般由機(jī)架和原動件確定）組成 n/2個獨立封閉形（ 圖中 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 表示封閉形的序號 ）。每個封閉形可建立一個矢量環(huán)方程或兩個標(biāo)量方程。因而， n桿的基本組在運(yùn)動分析中引入 n個變量，可以建立 n個獨立方程，在一般情況下可以得到確定解。 封閉環(huán)矢量方程： 0?? il?標(biāo)量方程： ???????0sin0cosiiiill?? 如圖一六桿機(jī)構(gòu)，原動件為 l1，轉(zhuǎn)角 φ1，該機(jī)構(gòu)可以拆分為一個四桿組，可以列出兩個獨立的位置方程： ???????????406520146321llllllllll??????????？ ？ ？ ？ 解位置方程得到關(guān)于 φ4的一維非線性方程，可用數(shù)值法迭代求解。速度和加速度求解需把位置方程對時間求一、二階導(dǎo)數(shù)。 型轉(zhuǎn)換法數(shù)值迭代求解 上述方法對不同的機(jī)構(gòu)都必須首先進(jìn)行公式推導(dǎo)，因此不具有通用性。型轉(zhuǎn)換法是把一個復(fù)雜的桿組通過轉(zhuǎn)化變成多個簡單的構(gòu)件或二桿組，然后直接調(diào)用求解二桿組的標(biāo)準(zhǔn)程序求解，適用于計算機(jī)求解，具有通用性。 在阿蘇爾組中把部分外約束解除而在內(nèi)部運(yùn)動鏈中輸入同樣數(shù)目的外約束，這樣阿蘇爾組內(nèi)部運(yùn)動鏈分解，變成簡單的構(gòu)件和二桿組。整個求解過程是一個連續(xù)迭代求解過程。 上述型轉(zhuǎn)換法最終把復(fù)雜的桿組都轉(zhuǎn)化成能夠直接求解的二級桿組，若將前面給出的平面機(jī)構(gòu)中二級桿組的求解公式編成子程序，則作各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動分析時就可以直接調(diào)用這些子程序而不必對每種機(jī)構(gòu)推導(dǎo)方程。 167。 25 其他方法簡介 桿長逼近法 解決用直角坐標(biāo)向量法分析基本桿組迭代次數(shù)多 、 費時的問題 。 平面機(jī)構(gòu)簡圖都可以看作是封閉多邊形 ， 而多邊形總可以分解成若干個單純形 三角形 ， 若對各種三角形編成子程序 ， 就可適應(yīng)各種平面機(jī)構(gòu)的求解 。 矢量單純形法 約束法 機(jī)構(gòu)是由若干個點組成的點系 ， 這些點受到一定的約束從而沿著一定的軌跡運(yùn)動 。 可以將各類約束方程編成通用子程序調(diào)用 。 單矢法 把機(jī)構(gòu)簡圖分解成最小的單元 — 矢量 ， 并將其編成子程序 ， 對多干多環(huán)路機(jī)構(gòu)很方便 。 演講完畢，謝謝觀看！
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