基于MATLAB的曲柄摇杆机构优化设计方法分析及应用

以机构优化设计方法为研究对象,介绍了机械优化设计问题数学模型的建立方法、优化设计方法的选择和优化设计问题的编程与计算方法,并举例验证利用MATLAB优化工具箱对曲柄摇杆机构进行优化设计过程的合理性和可行性,可为平面运动机构的优化设计提供方法借鉴。

球面双摇杆机构摇杆摆角的计算

根据Grashof准则,球面双摇杆机构可分为球面Grashof双摇杆机构和球面Non-Grashof双摇杆机构。球面Non-Grashof双摇杆机构又可进一步分为内摆角型、外摆角型及重叠摆角型球面Non-Grashof双摇杆机构。在对球面双摇杆机构进行完全分类的基础上,分析了每类机构主动摇杆、从动摇杆的根限位置,给出了每类机构摇杆极限摆角的计算方法和计算公式。最后给出了两个实例。

单曲柄双摇杆机构同步性能优化

针对在扑翼机构与可变后掠翼机构中广泛应用的单曲柄双摇杆机构两侧摇杆存在转角偏差的问题,提出利用解析法与仿真试验相结合的优化设计研究思路。将单曲柄双摇杆机构从两种特例拓展为一般性的统一模型,基于平面连杆机构基本方程建立摇杆同步性能的优化设计数学模型。通过引入摇杆转角偏差小量假设和极限位置对称性假设,利用泰勒展开公式,求解出最优设计变量的理论关系式。但该理论最优解要求摇杆长度不固定,须随时变化,工程中难以实现。在理论最优解的基础上,结合大量系统地机构仿真试验研究,进一步给出获得单曲柄双摇杆机构同步性能优化解的近似经验公式与设计曲线图,从而得到单曲柄双摇杆机构同步性能优化问题的完整解法,并通过设计实例验证了该方法的工程实用性。

基于滑块摇杆机构的柔性三指机器人手爪研究

多指机器人手爪普遍存在指端作用力弱的问题,柔性机器人手爪也出现末端作用力不足的现象,采用气压驱动的软体手爪虽驱动力增强,但不利于手爪控制的准确性,为此,设计了一种基于滑块摇杆机构的柔性三指机器人手爪。该手爪每根手指的指尖、指中节采用滑块摇杆机构实现,不仅增强了指端作用力,而且结构简单、易实现。为避免手指与目标物的刚性接触,手指尖、指根运动均通过弹簧来实现手爪的柔性;指尖驱动弹簧设计得较软,有利于初始接触的柔性;指根采用腱传动方式,指根腱采用较硬的弹簧来传递舵机扭力,可保证足够的作用力;手指表面均设计有较平的表面,有利于粘贴触觉传感器。通过理论分析与计算,证明指尖可获得较大的作用力,并分析了弹簧的选取方法。通过抓取实验证明本文设计的机器人手爪具有较好的适应性和抓取能力;与本课题组前期设计的钢丝绳耦合欠驱动式机器人手爪进行了抓取力对比测试,结果表明,手爪的抓取力有了很大提升,最大抓取质量达1.71 kg;通过测试指端正压力与驱动舵机旋转角的关系以及抓取典型目标物的损伤情况,证明了设计的手爪具有一定柔性。有关性能实验证明了设计的手爪具有较好的实用性。

按最小传动角设计曲柄摇杆机构的解析方法

提出了一种设计曲柄摇杆机构的解析新方法,即按最小传动角γmin和其他已知条件(行程速比系数k、摇杆摆角φ和其中一杆长度),采用解析几何方法建立一系列关系式来确定该机构其余杆件长度的方法。

双摇杆机构极限摆角的确定

对双摇杆机构的摇杆极限摆角计算公式进行了分析 ,这些公式可用于双摇杆机构中摇杆极限摆角的确定。

平面曲柄摇杆机构自调结构的分析与设计

对高效、高稳定性及低成本的无过约束自调机构的研究是基于约束不确定的稳健设计的最重要方面。详细分析了无过约束机构能够实现自调的机理;提出无过约束平面曲柄摇杆机构自调性分析的方法,得到机构能够实现自调的允许误差角;得出一些可以指导自调机构结构设计以及运动副形位公差确定等方面的结论和原则。从而为科学地、而不是经验地设计自调机构提供了理论依据。

在平面曲柄摇杆机构设计中运用辅助角方法的若干研究结果

揭示了在平面曲柄摇杆机构设计中运用辅助角方法具有更为普遍的适应性和有效性，普遍适应于通常的和带有辅助条件的Ⅰ型。

按行程速比系数K设计平面曲柄摇杆机构的解析法

按行程速比系数Ｋ设计平面曲柄摇杆机构的解析法黑龙江商学院刘义翔，常勇，刘国祥一、引言在铰链四杆机构中．曲摇摇杆机构因其具有能够作整周回转的主动曲柄和宝贵的急回运动特性而在工程实际中获得了广泛的应用。本文从几何作用法的基本原理出发。通过引入辅助角λ并将...

按最佳传动角设计曲柄摇杆机构的辅助角确定方法

从分析按行程速比系数Ｋ设计Ⅰ型、Ⅱ型平面曲柄摇杆机构图解法的基本原理图入手，本文对最佳辅助角λ和最佳传动角（γｍｉｎ推）ｍａｘ的客观存在性给予了清晰、直观的几何解释，建立了求解最佳辅助角λ和最佳传动角（γｍｉｎ推）ｍａｘ的解析方法。据上，文章绘制出了简单通用、颇具工程设计实用价值的Ｋ—ψ—λ和Ｋ—ψ—（γｍｉｎ推）ｍａｘ两种线图。

按行程速比系数K设计空间曲柄摇杆机构的解析法

从图解计算法的基本原理出发，通过引入辅助角λ并将图解原理与解析手段恰当、有机地结合起来，本文提出了一种简单通用、行之有效的按行程速比系数Ｋ设计空间曲柄摇杆机构的解析法——辅助角法。与图解计算法相比，新方法准确、有效，特别适合于解决通常的和带诸种辅助条件的设计问题。

曲柄摇杆机构的参数设计法

针对应用解析法设计曲柄摇杆机构时存在的问题,运用数学和机构性能知识,导出了满足曲柄摇杆机构的极位夹角θ和摇杆摆角ψ的基本方程。完成了机构尺寸以传动角γ为参数的显式表达,以"γmin=[γ]"为例介绍了机构的参数设计法。

90°摆角无偏置曲柄摇杆机构及其应用

曲柄摇杆机构应用广泛,90°摆角无偏置曲柄摇杆机构是其中一种特殊机构,具有很大的应用价值。应用图解解析法分析了无偏置曲柄摇杆机构的杆长关系,在此基础上,分析了具有合适传动角的90°摆角无偏置曲柄摇杆机构的特点,得到了四个杆长之间的比例关系与约束关系,并用两个应用实例做了验证,结果表明所得结论大大简化了90°摆角无偏置曲柄摇杆机构的设计过程。

用黄金分割法对曲柄摇杆机构进行优化设计

以糖果包装机折纸机构为例 ,介绍用黄金分割法及Freudenstein方程对曲柄摇杆机构进行优化设计。优化设计结果 :a =17.33mm ,b=179.47mm ,c =6 9.6mm ,γmin =6 6 .95° ;传统设计结果 :a =18mm ,b =2 0 8mm ,c=80mm ,γmin =6 0°。

曲柄摇杆机构对称连杆曲线的研究

分析了曲柄摇杆机构产生对称连杆曲线的条件、曲线的类型及相应机构的尺度关系，并制成了相应的图谱。研究了对称曲线ＦＦＴ分析结果的特点。产生了对称连杆曲线的特征参数数据库，为相应机构尺度综合打下了基础。

按许用传动角综合对心型曲柄摇杆机构

按许用传动角综合对心型曲柄摇杆机构侯慕英汪萍田野（内蒙古工业大学）１前言曲柄摇杆机构是铰链四杆机构中最为常见的型式之一，而其中的对心型机构又因具有行程速比系数Ｋ＝１的特征，在机械中有特殊的应用意义。对心型曲柄摇杆机构在杆长关系方面比一般曲柄摇杆机构...

实现特定杆长的曲柄摇杆机构设计

提出了在给定摇杆CD的长度lCD及其摆角φ和从动件的行程速度变化系数K的条件下,再给出曲柄、连杆、或机架三者之一,来设计曲柄摇杆机构的图解方法。避免了作椭圆或双曲线,简化了设计过程,使手工图解成为可能,且从理论上证明了方法的正确性。

基于ADAMS的曲柄摇杆机构的运动精度仿真研究

通过建立了曲柄摇杆机构的虚拟样机模型并对模型进行了参数化。通过仿真可建立杆长制造误差、运动副间隙与连杆曲线轨迹精度的数量级别关系,为曲柄摇杆机构的制造、装配提供了依据。

平面曲柄摇杆机构设计的新图解法探究

根据平面曲柄摇杆机构的一些特殊几何关系 。

曲柄摇杆机构的摇杆摆角范围及最小摇杆摆角机构

提出曲柄摇杆机构的摇杆摆角具有最小值φmin=2 arcsin(a/ d) ,其机构尺寸 c2 - b2 =d2 - a2 ,并对曲柄摇杆机构的摆角变化作了全面的分析 。