【摘要】：本文論述了機構(gòu)學研究現(xiàn)狀，重點探討了全鉸鏈N桿組的機構(gòu)型綜合，提出了一種桿組的拓撲圖繪制方法；提出變胞元桿組概念、基于基本桿組和變胞元桿組的變胞機構(gòu)設計理論；對基本4桿組和變胞元4桿組進行包含移動副的構(gòu)型綜合分析；探討高級別桿組的非線性方程組解法，實驗論證了4桿組構(gòu)型綜合理論，，研制完成基于桿組法構(gòu)建的機構(gòu)運動學分析軟件。 （1）在已有研究的基礎上，本文首先計算分析并推導出桿組的特征值，提出了一種桿組拓撲圖的繪制原則。基于有限的桿組特征值組合，采用拓撲圖法對1環(huán)以內(nèi)、不包含5元以上構(gòu)件的2至10桿組進行了構(gòu)型綜合，列表給出了這些全鉸鏈桿組的拓撲圖和結(jié)構(gòu)圖。通過對比桿組特征值和桿組結(jié)構(gòu)圖譜，可快速準確地判別結(jié)構(gòu)復雜機構(gòu)的級別，利于后續(xù)采用桿組模塊化運動學分析求解。提出了桿組構(gòu)型的數(shù)組表示法，并列出了構(gòu)型表，實現(xiàn)了桿組的數(shù)字化表示。通過實例分析了上述理論方法的正確性。 （2）提出桿組構(gòu)型綜合的實用可動型理論，對4A桿組和4B桿組提出了一種新的、直觀的命名方法，通過桿組名稱可直觀地獲得桿組結(jié)構(gòu)構(gòu)型�；趯嵱每蓜有瓦M一步分析和論證4A桿組有16種、4B桿組有21種構(gòu)型綜合。 結(jié)合目前變胞機構(gòu)的研究熱點，提出變胞元桿組的概念，提出基于基本桿組和變胞元桿組的變胞機構(gòu)設計方法、變胞方式等理論，舉例分析了變胞元桿組的蛻化和衍生原理，分析確定變胞元4A桿組、變胞元4B桿組構(gòu)型綜合分別為66種和70種，并列表給出其結(jié)構(gòu)圖。以上研究為機構(gòu)學的理論拓展和變胞機構(gòu)的設計、開發(fā)應用提供了可行的理論方法和詳實的圖表數(shù)據(jù)。 （3）完成了基于桿組法構(gòu)建的機構(gòu)運動學分析系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，闡述系統(tǒng)整體設計思路，以及關鍵技術，如4桿組的非線性方程組解法、所有2，4桿組的歸一化求解實現(xiàn)、含附加桿的機構(gòu)組建、桿組或構(gòu)件不同聯(lián)入方式的信息處理、多自由度機構(gòu)仿真預運行、提出高級別桿組可行域的概念、利用機構(gòu)初始構(gòu)態(tài)信息作為迭代初值去求解位移模塊，較好地解決了非線性方程組求解對迭代初值的依賴性等�；跅U組法構(gòu)建的機構(gòu)運動學分析系統(tǒng)，從仿真實驗的角度論證了4桿組基于實用可動性的構(gòu)型綜合結(jié)論的正確性，同時為廣大機構(gòu)學者提供了一款能快速建模、運動學分析和信息顯示輸出的便捷工具軟件。 （4）最后結(jié)合作者創(chuàng)新設計的斗牛士健身車、救援變形金剛等作品，運用桿組法進行結(jié)構(gòu)分析，使用該軟件進行機構(gòu)運動學分析，實驗表明，該系統(tǒng)容錯性強、分析計算快速準確，具有較好的實用價值。
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH112

【引證文獻】

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1 鄧文竹;三自由度混合驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)型綜合與應用研究[D];中北大學;2014年

本文編號：2592288