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形狀可變機構(gòu)的綜合方法與應用

發(fā)布時間:2020-07-24 16:34
【摘要】:形狀可變機構(gòu)是一種能在運動過程中改變形態(tài)從而完成給定任務的一類機構(gòu),它的可操作性比較強,能夠應對復雜的工作環(huán)境,是當今機械領(lǐng)域研究的前沿方向。形狀可變機構(gòu)的設計過程為對其進行輪廓分析,通過對桿件的運動進行機構(gòu)綜合,得到最終的形狀可變機構(gòu)。首先,本文對形狀可變機構(gòu)的輪廓進行了分析,并詳細介紹了如何通過對設計輪廓的分析得到機構(gòu)的平均輪廓,為了降低計算量,本文編制了相應的軟件,簡化了設計流程。然后通過機構(gòu)綜合,對比分析解析法和圖解法的優(yōu)缺點,給出機構(gòu)的綜合方法。同時分析了機構(gòu)的運動特性,通過微調(diào)參數(shù)得到性能最好的機構(gòu)。為了降低加工的復雜度,本文通過分析已知的剛性形狀可變機構(gòu),給出了設計了柔性材料制作的形狀可變機構(gòu)的設計方法。其次,本文對加了柔性材料的形狀可變機構(gòu)進行了偽剛體模型建模和分析。通過建模后將機構(gòu)拆分為四桿機構(gòu)和五桿機構(gòu)進行分析,并且利用形狀可變機構(gòu)的已知參數(shù),對四桿機構(gòu)和五桿機構(gòu)中的重要參數(shù)進行了求解,利用結(jié)果求得整體機構(gòu)的勢能函數(shù),通過選取勢能函數(shù)的極小值點,確定形狀可變機構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)。最后,為了驗證理論的正確性,本文設計了相應的實例,為形狀可變機構(gòu)的實用化打下基礎(chǔ)。同時,為了保證形狀可變機構(gòu)的穩(wěn)定性,增加形狀可變機構(gòu)的應用范圍,本文在單個平面形狀可變機構(gòu)的基礎(chǔ)上對其進行了并列設計,并通過引入蝸輪蝸桿機構(gòu),實現(xiàn)形狀可變機構(gòu)能夠完成空間變化。本文針對形狀可變機構(gòu)穩(wěn)定性不足的問題,首先從引入柔性材料的思路考慮,通過對勢能函數(shù)的分析,使得形變機構(gòu)的終點可以在穩(wěn)定點。然后引入了蝸輪蝸桿機構(gòu),利用蝸輪蝸桿機構(gòu)的自鎖效應,使得機構(gòu)不能逆向變形,這樣的情況下,機構(gòu)的穩(wěn)定性得到了更進一步的保證,拓寬了形狀可變機構(gòu)的使用范圍。
【學位授予單位】:北京郵電大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2018
【分類號】:TH112
【圖文】:

形狀可變機構(gòu)的綜合方法與應用


圖2-4平均輪靡修正逡逑

控件,軟件界面,界面,組件


節(jié)所包含的離散點數(shù),并且會在相應的Excel表格中輸出,最后計算求得平均輪逡逑廓,并且在圖上畫出。逡逑如圖2-5所示為用戶的交互界而,可以看到界面分為兩個部分,左邊為繪圖界逡逑面,右邊為交互按鈕。逡逑氣’邋邋0—..邐^逡逑|邋|邋to-, ̄ ̄| ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄| ̄ ̄ ̄ ̄| ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄ ̄邐穿逡逑II邋45邋J邋I邐邐邋!邋'邐邋I異入娜,坐栝I邋U戍曲\;逡逑i邋B邋i邋Zul——I—邐邋r==r==:逡逑pn邐:邋—邐1邐:邐i逡逑15邋J邋邋:邐j邐;邐邋入分丨邋£#t逡逑c.邐邐|邐邋邐邋邐逡逑邐j邐邋分算平你ss位!|i邋j訐算平丨aS2逡逑-15邐:邐—邐J邐;邐;;邐:逡逑I邐i平均輪Wsfii坐標丨平均論?ESS坐標逡逑二三三邋^一" ̄{r逡逑!邋J..邋M邋I邋M邋1丨M邋II邋I丨<=3邐交互按銀逡逑'邋I邋-65邋-S5邐-35邋-25邋-55邋-H邋S邋15邋25邋3=邋45邋55邋£5邋?邐邐邋""逡逑:——----邋邋邐邋邐邋I逡逑圖2-5軟件界面逡逑在左側(cè)的繪圖界面應用的是Chart控件,通過利用Chart控件可以很好地控逡逑制繪圖界面的表線顏色、坐標刻度、圖形的線條樣式等,這樣在輸入了目標輪廓逡逑的刻度之后就可以很直觀的顯示目標輪廓的具體形狀,起到檢驗所輸入坐標是否逡逑正確的作用。右側(cè)用的是Button組件和TextBox組件,通過Button組件,可以逡逑設置很多與用戶互動的按鈕

示意圖,結(jié)構(gòu)綜合,圖解法,根據(jù)結(jié)構(gòu)


高的形狀可變機構(gòu)的機構(gòu)綜合可以采用這種簡單可行的方法,并且圖解法可以幫逡逑助驗證其他方法的可行性,多用來配合其他方法一起使用。逡逑如圖3-1所示,己知機構(gòu)的兩個位置CiD!和C2D2的位置,由機械原理上的逡逑知識可以知道,將CC2,邋DiD2進行連接后,分別作出兩條線段的垂直平分線,逡逑則可以在條垂直平分線上分別選取固定點做固定端。逡逑\邋|邋。у义、N,/逡逑f逡逑1邋02逡逑圖3-1已知兩個位置的的圖解法結(jié)構(gòu)綜合示意圖[24]逡逑當給定的設計輪廓數(shù)目大于三時,根據(jù)結(jié)構(gòu)綜合的方法,分別連接逡逑這幾條線段,分別做這四條線段的垂直平分線,其中c,c2,逡逑(:2(:3相較于點02邐AA相較于點04,則02,04分別為圓心點,即為機構(gòu)的逡逑連架桿的固定端,如圖3-2所示。逡逑zC4逡逑/1邋\\逡逑'邋I邋/邋/邋yf逡逑’‘邐!邋v邋z邐^逡逑,|,逡逑¥邋:邋*邋.邋*逡逑i邋.*.逡逑!邋02逡逑圖3-2已知三個位置的圖解法結(jié)構(gòu)綜合示意圖【24]逡逑當設計輪廓數(shù)目時

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本文編號:2769115

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