Study on Numerical Comparison Method of Four-bar Straight-line Guidance Mechanism

In order to solve four-bar straight-line guidance mechanism synthesis problem for the arbitrarily given straight-line’s"angle requirement"and"point-position requirement",a numerical comparison synthesis method for single and double straight-line guidance mechanism is presented,which is convenient to realize by computer program.The basic idea of this method is:to select a four-bar linkage whose relative bar length of crank is 1 as a basic four-bar linkage.Then the other three relative bars’length is changed,and a lot of basic four-bar linkage can be obtained.There are many single and double ball-points of each basic four-bar linkage.With the motion of a basic four-bar linkage,there is straight-line segment of each Ball-point’s path.The data of these basic four-bar linkages is saved to a database.When designing a four-bar straight-line guidance mechanism,the design data is compared with the data in database and a satisfactory four-bar linkage can be obtained.The method effectively solves the straight-line guidance mechanism synthesis problem.

A Study on Dimension Synthesis for the Peaucellier Mechanism

Straight-line motion, albeit simple, manifests itself in numerous applications, from running steam engines and oil wells to manufacturing parts with straight edges and sides. The drive to maximize production creates a need for continuously running assembly-line manufacturing comprised of precise, individually optimized components. While there are many so-called straight-line generating mechanisms, few actually produces a true straight-line, most generate only approximate straight-line. Featured an eight-link rhomboidal system with length constraints,, the Peaucellier mechanism is one that actually produces a true straight line intrinsically. This paper presents a study on the dimension synthesis of the Peaucellier mechanism, namely by identifying the correct ratio of linkage lengths to produce the longest straight line stroke. In addition to designing for stroke, another objective of interest is to attain a desired velocity profile along the path. Kinematic analysis of the velocity profile on the mechanism will render the creation of input angular velocity standards based on desired stroke speed. Given the stroke and velocity specifications, specific steps to size the dimensions of the mechanism developed as result of this study will be presented.

非预定时标设计要求的球面四杆机构刚体导引综合方法研究

通过对标准安装位置的球面四杆刚体导引机构输出的刚体标线进行处理,发现所得的位姿曲线均为圆弧;通过分析位姿特征曲线的形成机制,揭示了位姿特征圆上相邻特征点对应圆心角与机构连杆转角的内在联系,给出了标准安装位置的球面四杆机构设计要求时标补充方法。在此基础上,将该方法推广到一般安装位置球面四杆刚体导引机构中。通过对2维机构安装角度参数和2维机构相对输入角进行优化,实现了一般安装位置的球面四杆刚体导引机构时标的补充,从而借助数值图谱法实现了非预定时标设计要求球面四杆机构刚体导引综合问题的求解。最后,通过算例证明了该时标补充方法的可行性和有效性。

基于近似综合法的空间刚体导引机构尺度综合

目前空间连杆机构尺度综合是机构综合研究的难点问题之一。首先,通过分析空间RCCC刚体导引机构输出的数学模型,提出了空间刚体导引机构综合的分步式降维综合方法;然后,将21维的机构设计问题分4步进行求解,降低了优化变量维度,推导出了机构实际尺寸的计算公式;最后,通过实际算例证明了所提方法的有效性。所研究结果为非整周期设计要求的空间RCCC机构刚体导引综合问题的求解提供了一种可行的方法。

四杆直线导向机构综合新方法的研究

提出了四杆直线导向机构综合的数值比较法，运用鲍尔点附近的连杆曲线以３阶精度逼近给定的直线，建立起了连杆曲线中具有直线段的四杆机构数据库。将给定的直线段条件与数据库中的参数进行比较，即可得到一系列满意的四杆直线导向机构。该数值比较法解决了四杆直线导向机构综合的难题。应用该方法编制了一套四杆直线导向机构综合的设计软件，对单、双直线导向机构进行了综合与仿真，实现了导路上无摩擦、磨损的四杆直线导向机构综合的自动化与可视化，大大缩短了设计周期。

铰链四杆刚体导引机构综合

在对刚体导引机构仔细分析与研究的基础上 ,提出了基于数值比较的刚体导引机构综合的标线旋转法 ,该方法有效地解决了多位置刚体导引机构综合的难题。根据当今计算机计算速度快、存储量大、检索与图形能力强等特点 ,编制了计算与仿真软件对刚体导引机构进行了综合与仿真 ,结果证明所提出的方法是可行且有效的。

导杆机构综合的位移矩阵法

利用过定点约束及变杆长约束,介绍了用位移矩阵法进行导杆机构的刚体导引、实现预期轨迹和函数发生器综合及变杆长—摆动液压缸机构函数发生器的综合方法,并给出两个综合例子。

RRSS空间机构的刚体导向综合

本文提出RRSS空间机构刚体导向综合的一种方法。以共面、等距条件和反位移原理建立R-R两副杆综合方程和以共球面条件建S-S两副杆综合方程,使得同样的综合问题其方程数和设计变量减少,从而缩短了计算时间。最后给出了一个数字例说明这种方法的应用。

带预定时标平面四杆机构刚体导引综合的代数求解

为弥补精确点法、优化法和数值图谱法等已有方法的不足,进一步提高带预定时标平面连杆机构刚体导引综合的精度与效率,提出一种基于傅氏级数的平面四杆机构刚体导引综合的代数求解方法。依据平面四杆机构连杆转角函数是周期性函数的性质,根据傅氏级数理论,建立了用傅氏级数描述的平面四杆机构连杆转角函数的数学公式,并通过离散傅立叶变换得到连杆转角函数傅氏级数展开的谐波参数,将机构连杆转角函数表示成了以输入曲柄转角为自变量的函数,进而通过分析平面运动中刚体导引标线转角函数与机构连杆转角函数之间的内在联系,得到了二者谐波参数间的函数关系。在此基础上,根据复矢量理论,建立了平面四杆机构的封闭矢量方程,将由傅氏级数表示的连杆转角函数带入机构封闭矢量方程,通过消元、化简将方程进一步转化为仅由机构基本尺寸参数、连杆转角函数谐波参数和输入曲柄转角表示的复数方程。依据复指数的性质,得到了含有机构基本尺寸参数和连杆转角函数谐波参数的表达式,根据前面分析得到连杆转角函数与刚体导引标线转角函数谐波参数间的函数关系进行变量代换,确定了刚体导引标线转角函数谐波参数与机构基本尺寸参数间的函数关系。依据这一函数关系建立了新的平面四杆机构刚体导引综合设计方程,利用配析消元法进一步将综合设计方程化简为含有机构基本尺寸参数和刚体导引标线转角函数谐波参数的一元三次方程,求解得到了方程的解析解,建立了由刚体导引标线转角函数的谐波参数直接计算机构基本尺寸的通用公式。平面四杆机构的基本尺寸确定后,应用离散傅里叶变换计算得到刚体导引位置的谐波参数,根据刚体导引位置和连杆转角函数谐波参数间的关系,推导得到了机构实际尺寸和安装位置参数的计算公式。在理论分析的基础上,进一步归纳总结明确了使用该方法进行机构刚体导引综合的具体步骤,建立了一种求解带预定时标平面四杆机构刚体导引综合问题的代数新方法,并依据综合步骤利用MATLAB软件编写求解程序,通过综合设计实例验证了该方法的有效性和可行性。结果表明:该方法在实现了直接进行带预定时标刚体导引机构综合的同时,克服了精确点法受机构未知量个数限制,无法实现更多刚体导引位置综合的不足。与已有数值图谱法和优化法相比,该方法不需要预先建立数值图谱库,也不需要提供优化初值,其通过方程求解得到综合设计结果,具有求解精度高、计算速度快、可重复性强的优点,更加便于计算机编程,为开发方便快捷的机构综合软件提供了理论基础。

刚体导引机构一种综合方法的研究

提出了刚体导引机构综合的标线旋转法及应用于双摇杆机构可视化的转换机架法。根据当今计算机计算速度快、存储量大、检索与图形能力强等特点 ,编制了一套刚体导引机构综合的设计软件。应用该设计软件对刚体导引机构进行了综合与仿真 ,可得到一系列满意的解 ,证明所提出的方法的正确性与可行性 ,实现了刚体导引机构综合的自动化与可视化 ,并实现了多解。

平面四杆机构刚体导引综合的符号解法

本文应用数学机械化方法和计算机符号处理技术，对平面四杆机构刚体导引综合问题进行了符号求解。该法通过对变量的排序、分组、约化，构成基列、求余等运算，将一个非线性多项式方程组化简为一个同价的三角化方程组，得到了原方程组的封闭形式的解析解。

基于Burmester曲线进行刚体导引的类型图法

在传统的四杆机构刚体导引中,使用类型图的方法,对由Burmester曲线综合出的全部四杆机构进行属性分类,使得设计者可以在众多可行的机构综合方案中迅速定位到满足工程需要的机构。在此基础上,提出了适合类型图的缺陷甄别算法,进一步降低了四杆机构刚体导引的盲目性,提高了设计效率。文中以Matlab为试验平台,将类型图法应用到滑移装载机的工作装置设计中,取得了满意的结果。

具有二阶密切直线导路机构最优运动设计

基于Euler-Savary理论可生成无穷多直线导路机构,为快速准确地寻找满足尺寸、类型、直线度等各项运动学条件的实用机构,提出利用拐点求解具有至少二阶密切直线的全部机构解。当给定机架和欲逼近直线上的点及方向角,机构随连架杆方位角和拐圆圆心位置不同而变化。计算包括直线性在内的设计者感兴趣的机构属性并实现属性信息的可视化,考虑约束条件构建可行机构解域,引导设计者在可行解域内寻找最优机构,避免错选、漏选。通过设计示例验证了设计方法的正确性和实用性。

平面刚体导引连杆机构综合的区间牛顿迭代法研究

对刚体导引四杆机构综合问题中产生的非线性方程求解问题进行了研究。在概述区间数的概念及其运算规则的基础上 ,介绍了区间牛顿迭代算法 ,运用区间运算软件IntPakXv1.0对刚体导引四杆机构综合问题进行了计算 ,求得了全部解。

空间RRSS可调机构的刚体导引综合方法

提出了一种空间RRSS可调机构刚体导引综合的方法,分杆组分任务独立求解导出了相应综合方程,通过调节机构部分参数可实现多任务刚体导引综合。运用混沌分形方法求出了综合方程组全部解,并给出了一个数字实例。

基于尺寸综合图的曲柄摇杆刚体导引

讨论了基于最佳传动角的曲柄摇杆四位置刚体导引设计,提出了用于解决该类问题的尺寸综合图法,使得设计者可以在众多可行的机构综合方案中迅速定位到具有较佳传力性能的机构,极大地提高了设计效率。

基于进化计算的多任务可调机构刚体导引综合

针对可调机构的刚体导引综合问题,提出了基于进化计算的可实现多个任务的机构综合方法。建立了多任务机构优化模型,采用进化计算进行优化,容易得到全局最优解。文中对进化计算进行了改进,提出了一种根据个体适应度自适应调节变异率和变异量的方法,能有效提高进化速度和求解精度。两个数字实例阐述了这一方法。

多任务可调四杆机构刚体导引综合的符号解

提出了一种实现多任务刚体导引综合的可调平面四杆机构综合方法,导出了可调机构的刚体导引综合方程。通过调节连架杆的长度,可以实现不同任务的刚体导引综合。针对实现多个任务的可调平面四杆机构,采用数学机械法并结合计算机符号处理技术得到二杆组的全部实数解,从中任意选取两组解即可组成满足给定要求的平面铰链四杆机构。

无限布尔梅斯特曲线的有限参数区间表示方法

在经典布氏理论基础上,提出一种四位置导引机构综合布尔梅斯特曲线生成的改进算法。通过建立圆点曲线统一参数方程,构建角度参数与圆点、圆心坐标的单值有限映射关系,实现了无限布尔梅斯特曲线的有限参数区间表示。同时以两种典型布氏曲线和一种两组对极关于某一直线呈对称分布的特殊曲线为例,阐述了布氏曲线的计算方法和步骤,验证了计算模型的正确性和可靠性。

机构综合的实根隔离算法研究

机构综合的大多问题都可以转化为非线性方程组全部解的问题。而现有的数值方法由于各自的弱点,使得人们对带有误差的数值方法不能放心,符号计算是精确计算,其特点是数值方法不具有的。研究了基于符号计算的实根隔离算法,给出了算法的步骤,运用了Maple9.0软件开发了计算程序,并对刚体导引四杆机构综合问题进行了计算,求得了全部解。