ADJACENT MARTIX METHOD OF IDENTIFYING ISOMORPHISM TO PLANAR KINEMATIC CHAIN WITH MULTIPLE JOINTS AND HIGHER PAIRS

The adjacent matrix method for identifying isomorphism to planar kinematic chain with multiple joints and higher pairs is presented. The topological invariants of the planar kinematic chain can be calculated and compared by adjacent matrix. The quantity of calculation can be reduced effectively using the several divisions of bars and the reconfiguration of the adjacent matrix. As two structural characteristics of adjacent matrix, the number of division and division code are presented. It can be identified that two kinematic chains are isomorphic or not by comparing the structural characteristics of their adjacent matrixes using a method called matching row-to-row. This method may be applied to the planar linkage chain too. So, the methods of identifying isomorphism are unified in the planar kinematic chain that has or hasn＇t higher pairs with or without multiple joints. And it has some characters such as visual, simple and convenient for processing by computer, and so on.

含复铰平面闭式运动链型综合的组合法

提出了运动链型综合的组合法。利用已知的闭式运动链和开式链,通过开式链上的连接铰链将闭式运动链和开式链组合起来,从而形成新的构件数较多的运动链型。同时提出了型综合组合法的基本算法。研究表明,该方法通过递推可以得到完整的运动链的各种类型,也可以选定已知闭链和开链进行组合,得到给定构件数和其他条件的部分运动链类型,具有综合过程简便、直观性好和便于计算机处理等特点。

基于结构特征的含复铰和高副的平面运动链分类

提出了基于结构特征的含复铰和高副平面运动链的分类方法。定义了度谱、阶谱、复铰谱、多阶杆连接铰链谱和高副谱作为含复铰和高副平面运动链的结构特征。通过结构类型综合获得运动链的构件邻接矩阵后,就可以计算这些结构特征。据此得到了从八杆以下平面连杆运动链生成的全部独立的含复铰和高副平面运动链共174类396种。

基于转化邻接矩阵的含复铰运动链描述与同构识别

针对机构分析与综合中复合铰链难以处理和含复铰运动链同构识别困难的问题,分析复合铰链的内部结构,提出引入Pin构件将复合铰链转化为多个并联单铰链的新方法,从而将含复铰运动链转化为只含单铰的简单运动链。定义运动链转换邻接矩阵,用于描述含复铰运动链,通过分析发现该矩阵的内涵性质丰富,方便运动链的分析。提出运用转换邻接矩阵的阶数、对角线元素矢量、矩阵特征值和特征矢量等参数识别判断含复铰运动链同构关系的方法,这些特征参数是含复铰运动链的不变量。实例证明,利用转化邻接矩阵可简单、方便、直观地描述含复铰运动链,其特征值和特征矢量用于识别含复铰运动链的同构关系,具有准确、高效和简便的特点。定义的转化邻接矩阵及其运用方法为复合铰链的处理以及含复铰运动链的识别提供了新的途径。

含复铰平面运动链型综合中消极子链的识别方法

提出了在运动链中识别消极子链的生成树 -基本回路法。通过能够反映复铰和多副杆等结构特点的构件邻接矩阵 ,得到运动链的广度优先生成树。由生成树的弦将运动链分解成为数目确定的基本回路。利用基本回路或基本回路的并所形成子链的活动度识别消极子链。研究表明 ,该方法适用于无复铰和含复铰平面运动链 ,并且具有运动链分解形式选择唯一、简单。

用邻接矩阵判断含复铰平面运动链同构和拓扑对称的新方法

提出了含复铰平面运动链同构和拓扑对称性判断的邻接矩阵方法。通过适当地定义运动链的邻接矩阵,在结构特征相同的情况下,比较两运动链邻接矩阵的结构,即可完成同构判断。通过邻接矩阵可得到构件或铰链点的广度优先生成树,比较生成树的结构特征,即可确定构件或铰链点的拓扑对称关系。研究表明,该方法具有简便、可靠、计算工作量小和便于用计算机处理等特点。

含复铰有移动副平面运动链的结构类型综合方法

以全铰链平面运动链结构类型综合的结果为基础,以构件邻接矩阵为存储结构,提出了含复铰有移动副平面运动链的结构类型综合方法,讨论了复铰转化为移动副的问题,并将基于结构特征的运动链谱分类方法和识别含复铰有高副运动链同构的邻接矩阵方法推广应用于有移动副平面运动链。给出了结构类型综合的基本算法。研究表明,该方法具有直观、简便、便于计算机处理等特点。

平面含复铰及齿轮-连杆运动链的拓扑描述和结构自动综合

平面含复铰及齿轮-连杆运动链的拓扑结构自动综合可为机构方案创新设计提供各种优选类型,是研究机构结构组成的有效方法,是构思、发明新机构的基础。研究平面含复铰和齿轮-连杆运动链的多色拓扑图描述及借助拓扑图描述实现的单开链迭加结构自动综合方法。详细地讨论平面含复铰和齿轮-连杆运动链的双色拓扑图和三色拓扑图描述,为机构的分析与综合提供良好的数学工具。借助于相应的多色拓扑图描述,给出综合相应输入参数的基于单开链迭加的平面含复铰及齿轮-连杆运动链结构自动综合方法,并给出相应的综合实例来验证该自动综合方法的有效性及可靠性。

含复铰有高副平面运动链结构类型综合的邻接矩阵法

提出了含复铰有高副平面运动链结构类型综合的邻接矩阵方法。推广了传统的"低副高代"方法。根据平面连杆运动链的邻接矩阵,应用"低副高代"方法可以获得所有可能的含复铰有高副平面运动链结构类型。讨论了多阶杆和复铰在"低副高代"过程中的处理方法,对获得的有高副运动链的合理性进行识别,并提出了相应的基本方法和基本算法。依据这个方法,获得了从218种无复铰和含复铰9杆2自由度平面连杆运动链转化的无复铰和含复铰有高副平面运动链共336类1620种。

含复铰运动链同构及拓扑对称性判断的方法和程序

本文提出了便于计算机处理的运动链结构图的表示方法。以此为基础，利用邻接链表示法直接对含复铰或不含复铰运动链结构图进行同构或拓扑对称性判断，并用ＴｕｒｂｏＰｒｏｌｏｇ语言编制了相应的程序ＭＩＳＯＡＴ。从而成功地将这两种运动链的机构及拓扑对称性判断问题统一了起来，简化了此类问题的求解过程。

含复铰平面运动链拓扑对称性识别的邻接矩阵方法

提出了识别含复铰平面运动链拓扑对称性的邻接矩阵方法。根据能够反映复铰和多副杆特点的构件邻接矩阵和铰链点关联矩阵,按照构件或铰链点的划分,利用圆排列转动和圆排列对应匹配的方法进行构件或铰链点拓扑对称性的识别,并提出了基本算法。研究表明:该方法能应用于无复铰平面运动链,并且具有简便、直观、可靠和便于用计算机进行处理等特点。

含复铰平面开链和拓扑对称性在型综合中的应用

提出了在运动链型综合组合法中应用的含复铰平面开链的有关概念 ,给出了构造平面开链的方法 ,以及六杆以下所有的开链型式。同时 ,讨论了平面闭式运动链和平面开链中铰链点拓扑对称性的判断问题 ,给出了判断方法及其在型综合中的应用方法。研究表明 ,利用拓扑对称性可以有效地减少同构运动链型的数量。

含复铰连杆机构的拓扑表示与其回路自动分析

提出用"复合铰链零错位"分析机构结构的方法。先将复合铰链错位成相互距离为零的运动副,建立拓扑图和对应的关联矩阵,确定树及余树,通过矩阵计算求出基本回路矩阵,并进而求出完全回路矩阵。将错位的复合铰链重新合并,根据回路的权排序,再按回路的相互独立性和回路连通性找出优选的独立回路。研究表明,复合铰链零错位后绘制的拓扑图简洁、直观,关联矩阵的建立以及分析回路的算法通用,便于应用在计算机自动结构分析与运动分析程序中。

含复铰平面十杆运动链构件交叉的识别

提出了识别含复铰平面十杆运动链构件交叉的一种新方法.利用能够反映多副杆和复铰特点的构件邻接矩阵,构造运动链的缩减运动链,进而得到缩减运动链的广度优先生成树和三个基本回路.通过回路的公共边界判断网孔的接壤类型.据此建立了构件交叉的识别准则和方法,并在含复铰平面十杆单自由度运动链中成功地识别出有构件交叉的无复铰运动链11种、含复铰运动链341种.

平面复铰运动链类型综合的新方法

根据平面闭式运动链中复铰数目与总边数变化的对应关系，研究了复铰因子及其变化范围，然后按链节开放副间的边数综合法综合出了含复铰的８杆平面运动链的类型。方法比较简单直观。文中对两自由度７杆运动链的复铰型式也进行了探讨，从而验证了该方法的通用性。

同副杆链节的形成与标记

本文针对同副杆开式链节形成过程中的重复性,提出用一组号码数字描述链节,以便判定其同构性,为判定链节的独立性提供了方便。文中还介绍了由开式链节形成闭式链节的方法。最后以10杆运动链(n_2=4,n_3=6)的综合过程说明开、闭式链节的应用。

平面机构统一拓扑描述模型的建立及同构判别

介绍平面单铰运动链、平面复铰运动链、齿轮(凸轮)运动链常规的拓扑表达模型。然后,以单铰运动链的拓扑图为基础,提出平面复铰运动链、齿轮(凸轮)运动链的新拓扑图模型,并分析新拓扑模型的特点,给出含复铰的运动链和齿轮(凸轮)运动链的拓扑模型与平面单铰运动链的联系。新拓扑模型的优点在于与平面单铰运动链的模型相统一,方便了基于计算机的机构运动链自动综合和同构判别,从而为实现运动链拓扑图的唯一数字化,机械概念设计的自动化、智能化和网络化创造了条件。给出这几类运动链的统一的同构判别方法。

含复铰运动链的改进邻接矩阵描述及同构判定

运动链的同构判定是一个较为复杂的问题,对于机构的型综合具有重大意义。本文中提出了一种含复铰运动链的描述及同构判定的新方法。首先,针对运动链中复合铰链难以分析、识别的问题,提出了一种改进关节邻接矩阵描述含复铰运动链的方法;接着,用特征码表示运动链的基本特征,作为同构的必要条件;然后,通过改进关节邻接矩阵构造了关节距离矩阵,并得到该矩阵的和列阵。通过判断特征码、和列阵两个结构恒量是否相等来判定运动链是否同构。最后,通过案例验证了该方法的有效性和可靠性。

含复铰运动链支路矩阵描述方法及同构判定

在运动链构型综合过程中,相似运动链的同构判定是一个复杂且耗时的问题。提出了一种含复铰运动链支路矩阵的同构判定新方法。针对运动链中复合铰链难以识别和处理问题,提出了一种多元构件编号及支路矩阵描述方法,从而有效描述了运动链中的构件和复合铰链等信息,并且该方法具有运动链结构描述的唯一性。然后,提出了支路矩阵的素数乘积法对含复合铰链运动链进行同构判定。利用支路矩阵的多元构件编号方法可直观地比较不同运动链的对应关系,通过比较支路矩阵最后一行和素数乘积数组进行同构判定。通过案例证明该方法准确、有效且简便。

基于构件-构件邻接矩阵的含复铰运动链描述与同构判定

在运动链型综合过程中,运动链的同构判定是重要且复杂的问题之一。提出了一种基于构件-构件邻接矩阵的改进Hamming数同构判定新方法。针对运动链中复合铰链难以分析和识别问题,提出了一种构件-构件邻接矩阵的含有复铰运动链描述方法。该矩阵包含运动链的拓扑结构信息,具有描述的唯一性。定义改进Hamming数原理,并采用提出的改进Hamming数新方法对运动链进行同构判定。案例证明了该新方法的准确性和高效性。