平面闭链RRRRP五杆机构柔性工作空间的分析

应用隐函数存在定理,推导出平面闭链ＲＲＲＲＰ五杆机构柔性工作空间边界的条件,即输出杆与相连的连架杆共线,以及另一连架杆与相连的滑块导路垂直,利用三角不等式推导出平面闭链ＲＲＲＲＰ五杆机构存在无条件曲柄的不等式条件,分析平面闭链ＲＲＲＲＰ五杆机构在保证无条件曲柄存在条件下,其工作空间边界曲线的构成及其特征。在此基础上提出了平面闭链ＲＲＲＲＰ五杆机构的工作空间求解算法,通过算例验证了数学模型的正确性。     

混合驱动平面2自由度七杆机构的奇异性分析

基于机构输入输出的速度Jacobian矩阵，提出了求解平面多环多自由度机构奇异位形的一般方法．利用这种方法详细分析了用于混合驱动器的平面2自由度七杆机构的4类奇异位形，得出了平面2自由度七杆机构的5种奇异位形，并讨论了它们各自的特点．提出了平面多环多自由度机构造免奇异位形出现的3种方法；基于平面单环N杆机构的可装配性，分析得出了避免这些奇异位形的几何条件．设计算例及仿真结果验证了上述结论．     

五杆两自由度机构可动性的充分条件

以两原动件运动的任意组合使机构运转到最难达到的位置作为机械模型,推导出两自由度五杆机构的可动性充分条件。提出的两种五杆两自由度机构的可动性充分条件为机构尺寸综合提供了尺寸约束条件。这一原理和方法也可以用于更为复杂的两自由度机构     

封闭差动式复合空间机构的连杆曲线

本文采用方同余弦矩阵和假想拆杆的方法,按照机构运动的相对同一性的特点,对包括空间四杆曲柄摇杆机构和平面四杆曲柄摇杆机构在内的,并以双自由度空间五杆机构为核心的封闭差动式复合空间机构,导出运动方程式,以GK13-1型三针绷缝体为例,计算并绘出其弯针尖端运动的空间连杆曲线。     

nR1P型单闭环平面运动链的可动性分析

基于nR1P型单闭环平面运动链尺度参数的关系,分析了nR1P型运动链的装配条件和周转副存在条件.在此基础上,根据移动副分别为主动副和被动副的情况,得出了运动链的无条件可动性条件.通过算例验证了结论的正确性.由于以运动链为研究对象,故结论将适用于所有nR1P型单闭环平面并联机构.     

齿轮-五杆组合机构运动学特征仿真分析

机械手常采用齿轮-五杆组合机构完成物料抓取动作,它由定轴轮系匀速旋转,向两自由度五杆机构传递运动.由于Ⅱ级杆组轨迹通过第Ⅰ级两个齿轮转角合成为位移输出,致使外伸点位移计算过程相对复杂,基于零件坐标变换求解的通用办法给出齿轮-杆组合机构的运动学推导结果,但编写程序完成仿真及后处理过程仍相对困难.为直观表达机构运动学规律,由AD-AMS软件建立参数化模型,通过改变杆件长度、传动比和连架杆起始角相位差,寻求连架杆输出轨迹的改变规律.仿真结果表明齿轮对两曲柄的运动关联输出导致增大连架杆初始相位角时,外伸杆端点轨迹在横、纵两方向上均增大.     

单自由度可调下肢康复机器人机构优化设计

为帮助下肢功能障碍患者完成步态康复训练,设计了一种新型下肢康复机器人机构,提出了机构尺度优化综合方法.首先,以一个两自由度平面五杆机构为基本机构,通过逆运动学分析建立五杆机构两个输入之间的函数关系,并以曲柄匀速转动为优化目标进行机构尺度综合;然后,在此机构的基础上引入一凸轮-连杆函数生成机构,通过逆运动学分析与机构尺度综合求解并优化凸轮廓线,实现了五杆机构两个输入之间的函数关系,并减少了机构自由度;最后,在此基础上引入一缩放机构,实现机构轨迹可调.以运动捕捉实验获取的正常人体步态轨迹为目标轨迹,进行机构优化设计,结果表明:优化所得机构在匀速电机驱动下能够很好地模拟正常人体步态轨迹与髋、膝关节运动规律,从而验证了机构与优化方法的有效性.     

两自由度机构的可动性条件

以五杆机构为例，建立了两自由度机构的可动性条件及其计算方法。此方法可扩展到一般两自由度机构。     

确定平面机构自由度的新方法──逐次设定连架杆法

由机构具有确定运动的条件出发，分析了运动副对构件轨迹的约束情况，得出机构具有确定相对运动的必要条件：（１）在运动过程中相连接两构件运动副处的轨迹应相同；（２）相连接两构件上的点的相对运动要满足运动副对构件的约束条件，提出了逐次设定连架杆法，以不满足必要条件前所设定的连架杆数来确定机构的自由度数。其特点是可以不考虑机构是否存在局部自由度、复合铰链、虚约束和公共约束，就能确定机构的自由度。     

确定平面机构自由度的新方法——逐次设定的连架杆法

由机构具有确定运动的条件出发，分析了运动副对构件轨迹的约束情况，得出机构具有确定相对运动的必要条件：（１）在运动过程中相连接两构件运动副处的轨迹应相同；（２）相连接两构件上的点的相对运动要满足运动副对构件的约束条件，提出了还次设定连架杆法，以不满足必要条件前所设定的连架杆数来确定机构的自由度数，其特点是可以不考虑机构是否存在局部自由度、复合铰链、虚约束和公共约束，就能确定机构的自由度。