平面综合铰链四杆机构运动分析及其优化设计

将刚体的平面运动分析用于平面综合铰链四杆机构的运动分析中 ,讨论了已知连杆上一点的起始位置、连架杆的对应转角及机架长度等 ,平面四杆机构的解析解 。

MATLAB软件在铰链四杆机构运动分析中的应用探索

铰链四杆机构可实现多种运动的变换,在仿生机械、智能装备等领域具有广阔的应用前景。针对当前铰链四杆机构可视化分析平台侧重运动线图绘制的局限,探索MATLAB软件图形用户界面App Designer功能在铰链四杆机构运动分析中的应用。通过开发一套多功能铰链四杆机构运动分析平台,研究交互式参数设计与机构运动动态演示的实现方法,实现了四杆机构轨迹特性、急回特性等多项运动性能的定量与定性分析。多项运动性能的分析结果以图形或动画的形式展现,包括连杆曲线的生成过程、极位构型、运动线图等。该平台有助于建立机构设计参数与多项运动特性的关系,明确行程速度变化系数、极位夹角等指标对急回程度的影响,为复杂机械结构的创新设计奠定基础。

一种杆长可调的多功能铰链四杆机构模型的设计

设计出一款多功能铰链四杆机构,可使不同机构类型在同一模型上实现。阐述了设计原理,完成了杆长调节机构、限位装置、杆长锁紧装置、机架、多功能连接装置、铅笔固定滑块机构的设计,通过数字化模型呈现其功能。

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。

融入互联网手段的平面连杆机构闭环课堂教学设计——以平面四杆机构基本类型的判别为例

融入互联网手段是现代职业教育的发展关键之一,其关键是将互联网手段及内容与课堂教学的有效衔接融合。以2022广州市高等教育教学质量与教学改革工程项目为依托,以平面四杆机构基本类型的判别为例,尝试将互联网手段及内容融入到闭环课堂教学设计中,以期为如何在近机类课程教学过程中有机融入互联网手段及内容提供一种示例与路径参考。

SolidWorks在平面四杆机构教学中的应用

本文总结了SolidWorks软件在平面四杆机构教学中的应用,探讨了“自上而下”设计思想在平面机构虚拟模型创建中的运用,结合Motion分析功能对机构进行运动仿真及急回特性分析。教学实践表明,借助SolidWorks软件教学能促进学生深入理解平面机构,提升课堂教学效果。

平面铰链四杆机构的轨迹综合方法

为提高平面铰链四杆机构轨迹综合的速度与精度,提出基于B样条曲线的综合方法.采用三次非均匀B样条曲线对连杆曲线进行拟合,将B样条曲线控制多边形各相邻两边的夹角作为连杆曲线的特征参数,将大量连杆曲线特征参数和对应的机构尺寸参数存入计算机以建立电子图谱库;当输入一定数目的有序离散数据点时,通过B样条曲线拟合得到期望曲线,提取期望曲线的特征参数;再利用神经网络将期望曲线的特征参数与电子图谱库中特征参数进行匹配,从而找到满足要求的机构,最终达到轨迹综合的目的.设计实例表明,该方法可快速实现四杆机构的轨迹综合,综合的精度高且所提取的特征参数与连杆曲线方位、缩放比例无关,减少了图谱库的数据冗余.

用位移矩阵法综合平面铰链四杆机构的精确解法

本文提出了一种用位移矩阵法精确求解实现四个或五个位置的刚体导引机构的综合;实现两连架杆四个或五个对应位置的函数机构的综合、以及其它一类连杆机构综合的方法。与数值迭代法相比,用该方法编制计算机程序进行解题所需时间大为减少,而且一次计算就能得到全部解,因而特别适用于科研、教学。

位移矩阵法综合平面铰链四杆机构的非迭代解法

本文提出了一种用位移矩阵法精确求解实现四个或五个位置的刚体导引机构的综合 ;实现两边架杆四个或五个对应位置的函数机构的综合、以及其它一类连杆机构综合的方法。与数值迭代法[1 ,5 ,6] 相比 ,用该方法编制计算机程序进行解题所需时间大为减少 ,而且一次计算就能得到全部解 ,因而特别适用于科研。

位移矩阵法综合平面铰链四杆机构的非迭代解法

提出了一种用位移矩阵法精确求解实现四个或五个位置的刚体导引机构的综 合，实现了两边架杆四个或五个对应位置的函数机构的综合以及其它一类连杆机构 综合的方法。与数值迭代法相比，用该方法编制计算机程序进行解题，一次计算就能 得到全部解，所需时间大为减少。

用广义逆矩阵及Roberts-Chebyshev定理进行再现计时轨迹平面铰链四杆机构的近似运动综合

提出了再现计时轨迹平面铰链四杆机构近似运动综合的一种新方法。首先利用 Ｒｏｂｅｒｔｓ Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ 定理将再现计时轨迹四杆机构运动综合转化为刚体导引四杆机构的运动综合。然后用广义逆矩阵将刚体导引四杆机构的近似运动综合方程组转化为二元二次多项式方程组，采用连续法或消元法求解该方程组，即可得到刚体导引四杆机械近似运动综合方程组的所有解。由刚体导引四杆机构近似运动综合方程组的每一组解出发，利用 Ｒｏｂｅｒｔｓ Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ 定理，可分别得到再现计时轨迹四杆机构近似运动综合的两组解，这样便求得再现计时轨迹四杆机构近似运动综合的所有机构方案。

实现期望轨迹的平面铰链四杆机构优化综合

通过对标准位置基础铰链四杆机构和一般位置带展杆铰链四杆机构的连杆转角傅里叶级数展开式的深入研究,发现归一化后的连杆曲线谐波特征参数与连杆展杆的长度l_0和展角α无关,只与基础杆长l_1、l_2、l_3、l_4有关。故以期望轨迹与连杆上E点轨迹的谐波特征参数中幅值相差最小为优化目标,只需优化设计出l_1、l_2、l_3、l_4这4个参数,进而计算求得其他6个参数。所有的计算过程都由Matlab程序自动完成。该方法能快速准确地完成实现任意期望轨迹的四杆机构尺度设计,且不受离散点个数和初值设定的限制,与传统的优化设计直接法和电子图谱间接法相比,降低了优化的维数,提高了运算效率,且轨迹的重合度极高,为平面连杆机构的轨迹综合提供了比较理想的设计方法。

对称铰链四杆近似直线机构综合方法研究

提出了一种综合与给定直线在三个点上一阶密切的对称铰链四杆近似直线机构的方法。应用位移矩阵理论推导了连杆曲线与给定直线在三个点上一阶密切时机构参数应满足的方程 ,同时通过设定机构初始位置 ,使其能够满足速度方向条件。也给出了用该方法综合的几个机构实例和一个应用实例。

平面四杆机构近似运动综合的自适应方法

给出了具有二次鞍点意义的近似圆点、近似滑点和近似束点的新定义，提出了简单曲 线的自适应拟合方法和法向误差的统一评价模型，建立了平面四杆机构运动不变量优化综合 的统一数学模型和通用的鞍点规划求解方法。将实现给定位置、轨迹和函数的多种类型平面 四杆机构的近似尺度综合全部归结为寻求相对运动平面上的近似圆点、近似滑点和近似束点 及其组合问题，并在理论上阐明了平面四杆机构运动综合问题存在最优近似解和收敛性算法 。

平面四杆机构综合数值比较法的研究

提出了平面四杆机构综合（包括函数综合、轨迹综合和导引综合等三类基本问题）的数值比较法。在研究了四杆机构的连杆转角曲线和主从动连架杆转角曲线的基本特征后，根据当今计算机的强大的计算、存储、比较、检索与图形能力，对四杆机构综合的三类基本问题提出了相应的转化方法，均可以求出一系列基本满足给定要求的解，而后再根据每类问题提出的约束条件进行优化，得到满意解。利用该软件开发的软件可实现连杆机构综合的自动化与可视化。

带有预定时标平面四杆机构连杆轨迹的尺度综合

应用复矢量方法和Ｆｏｕｒｉｅｒ级数理论建立了在一般位置时平面四杆机构连杆轨迹生成的数学公式，对其轨迹的谐波成分进行了理论分析；讨论了连杆轨迹与连杆转角算子之间的内在联系；推导出了在基本尺寸型通过模糊识别方法确定后机构实际尺寸、连杆上点的位置和机构安装尺寸参数的理论计算公式；结合这一思想建立了带有预定时标连杆轨迹尺度综合的步骤和方法；文中最后给出了综合算例。

小波分析在平面四杆机构轨迹综合中的应用研究

将小波多分辨分析理论应用于提取连杆轨迹特征参数并以此构造连杆曲线图谱库,建立了相应的轨迹评价和轨迹复演模型。所提取的特征参数保留了相对斜率角曲线的仅与所取基点有关,与轨迹曲线方位及缩放比例无关的特性。本法减少了图谱数据库的数据冗余、提高了机构综合检索速度。通过与最小二乘距离对比表明本法仍然具有很好的检索排序效果,说明了小波分析可以有效地应用于连杆轨迹的综合课题。

基于遗传算法和结构误差的平面四杆机构轨迹优化综合

提出了基于结构误差进行平面四杆机构轨迹优化综合的方法。基于结构误差建立了一个统一的优化综合模型 ,使连杆轨迹曲线上的点与原动件的运动可以相关也可以不相关 ,采用改进的遗传算法进行优化计算 ,保证了获得全局最优解。该优化综合模型应用与机构分析相同的解析函数方法来完成机构的轨迹综合 ,因此计算便利。给出了三个综合实例 :与原动件运动不相关的直线轨迹和直角轨迹、与原动件运动相关的 8字形轨迹 。

平面四杆机构的定性和定位轨迹综合

提出一种直接按轨迹定性要求中的曲率半径误差和直线度误差、圆弧段或直线段长短等定量要求进行定性综合的新方法。将含有直观几何特性的轨迹曲线斜率角和曲率半径共同作为特征参数建立平面四杆机构连杆曲线的计算机数值轨迹图谱 ,设计了轨迹的圆弧度和直线度的评价模型 ,使不必增加附加坐标点即能根据所需的直线或圆弧要求直接进行定性综合 ,提出了根据斜率角反求轨迹曲线及结合最小二乘法进行间接的定位轨迹综合。两类综合都具有较高的综合速度。

四位置铰链四杆机构综合与分析的可视化软件系统

开发了一种刚体导引四位置铰链四杆机构综合与分析的可视化软件系统。主要功能有 :一、任意给出四位置已知参数 ,计算出圆心与圆点曲线坐标 ,绘出圆心与圆点曲线图 ;二、在曲线图上任意选取两组对应点组成机构 ,并输出机构参数、绘制出机构图 ;三、自动判别机构类型 ,进行机构运动模拟演示 ;四、对综合的机构或任意给定的已知机构进行运动分析 ,并绘出连杆轨迹曲线和机构传动角曲线图 ;五、对机构进行优选 ,从传动角、机构类型、连杆轨迹及杆长比等方面对机构进行逐一判别 ,指出具有顺序缺陷、分支缺陷与回路缺陷的机构 。