可調空間RSS′R機構和可調空間RSCR機構的綜合與分析研究.pdf

1、與平面連桿機構相比，空間可調機構有不少特點，如結構緊湊、靈活多樣、占用空間少、工作可靠及可用少量桿件實現復雜運動等，對空間可調機構的深入研究必將對現代機構學和現代機械產生深遠的影響，而對空間可調機構剛體導引問題的研究是推廣使用空間可調機構的前提，也是機構學研究的重要內容之一。本課題對空間可調機構的剛體導引綜合問題及其綜合方程組的求解進行了研究，進而對其進行了運動分析和運動仿真，取得的主要成果如下： (1)在空間可調機構剛體導

2、引綜合方面，提出了空間RSS'R機構及RSCR機構實現多位置剛體導引的兩步法。第一步，通過剛體位移矩陣及各個運動構件的約束關系，建立初始機構的剛體導引綜合的數學模型，得到了各個機構剛體導引綜合的非線性方程組。第二步，通過調節(jié)初始機構的某些結構參數，使機構實現更多空間位置的剛體導引，并建立了調節(jié)后機構的數學模型，得到了相關非線性方程組。分析了各機構實現剛體導引的空間位置數與附加約束個數，任選變量個數間的關系。最后運用同倫齊次化連續(xù)法，建立

3、了初始同倫方程組，構建了同倫函數：通過同倫路徑跟蹤，求得了各個機構的全部數值解。 (2)在空間可調機構運動分析方面，建立了空間RSSR和RSCR可調機構運動分析的數學模型，建立了各個機構的類復向量封閉矢量環(huán)方程，并利用類復向量定理消去了連桿運動的絕對歐拉角，避免了復雜的坐標變換，建立了相關補充方程，消去了機構運動中的個別中間運動變量，簡化了方程，推導出了各個機構的輸入輸出角之間的數學關系式，即機構的位移方程，然后通過將各個機構的

4、位移方程對時間求導，求得各個可調機構的速度方程，將各個機構的位移方程對時間求二階導數，從而求得各個可調機構的加速度方程。 (3)在空間可調機構的運動仿真方面，運用三維軟件UG對空間RSSR可調機構進行了運動仿真分析。首先利用UG強大的三維造型功能，建立了該機構的三維模型，然后進入UG運動學及動力學仿真模塊，對該機構加載相關運動副約束，確定了主動桿的位置，設置好ADAMS求解器相關參數和機構運動的初始條件，首先分析了在主動桿作勻速