基于改进粒子群算法的平面五杆机构尺寸优化

为了使平面五杆机构获得更好的性能,针对平面五杆机构运动稳定性差,位置精度难以保证的问题,构建了一套平面五杆机构的结构尺寸优化的设计模型。首先根据封闭矢量法的原理构建五杆机构的运动学模型,获得五杆结构工作位置点的速度和加速度模型。其次基于运动学和动力学的推导结果,针对五杆机构,以杆长作为设计变量,此外根据并联机构的雅克布条件数随着机构位形的不同,选择雅克比条件数的大小来判断机构的运动状态的好坏,同时为了提高五杆机构的运动稳定性,以降低作用点C在工作阶段的速度波动作为衡量平稳性的指标,并且为了提高五杆机构动力稳定性,以降低C点在工作过程中加速度的增量作为评价机构动力学稳定性指标,使得产生的惯性力比较的平稳,同时也使得传力过程比较的稳定,基于此最终建立了以速度变动、加速度变动以及雅克比条件数为指标的优化目标。最后应用改进的粒子群算法实现了平面五杆机构的尺寸优化。结果表明,优化后的五杆机构的性能得到了提高。