实现连架杆给定角位移的机构综合方法

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1、2009年5月农业机械学报第4O卷第5期实现连架杆给定角位移的机构综合方法钱卫香韩建友(北京科技大学机械工程学院，北京100083)【摘要】对于给定的两连架杆4组对应角位移，可综合得到无穷多个机构解，要求设计者快速、准确地从中选取位置点、综合出满足各项设计要求的最优机构比较困难。为此，根据映射理论，提出把无限的布氏曲线所形成的无穷多机构解表示在有限的区间内，进而通过机构解分析得到感兴趣的所有机构属性直观图，包括机构的类型分布、缺陷分布、最小传动角和杆长比等。同时，为避免位置点及机构选取的盲目性，可考虑施加约束条件构成可行机构解区间，在此区间上绘制机构性能

2、分析图，并确定满足实际工程需要的最优机构解。关键词：铰链四杆机构综合性能分析计算机辅助设计中图分类号：THl12．1文献标识码：ASynthesisMethOdfOrPlanarFOur—barLinkagesGiVenAngleDisplacementsOfROtatingLinksQianWeixiangHanJianyou(∞zM∞zEgi鲫嘞，s0，&2伽d^。地B已g，Bg1o0083，Ch口)AbstractAninfinitenumberof1inkageScanbeproducedforgivenf0urangle—displacemen

3、tsofrotatinglinks．Itisdifficultfordesignerstosynthesizethebestlinkagethroughrapid1yandpreciselyselectingcur弋，epointsthatensuretosatisfyeverydesigncondition．Toso1vethispr0blem，basedonmappingtheory，aninfinitenumberofmechanisms01utionsgeneratedbyBumestercurveswereexpressedasfinites0

4、1utionranges．Thr0ughSolutionana1ysis，themechanismpropertygraphsofinteresthavebeencomputed，includingtheirtypes，defects，minimumtransmissionang1es，1ink—lengthrati0s，andsoon．Afterdesignconstraintswerec0nsideredandimpoSed，feasib1eSolutionrangescouldbecalculated．Toav0idaim1essnessincho

5、0singp0sitionsandmechanisms，pr0penyanalysisgraphsonthefeasiblesolutionrangesweredisplayed，alongwithwhichtheoptimizedsolutionwhichsatisfiespracticaldesignconditionscanbesynthesized．Keyw0rdsFbur-barlinkages，Synthesis，Pr0pertyanalysis，C0mputer—aiddesign无穷多个机构解[10】，但是这些机构解并非都可引言用。由于综

6、合机构本身存在回路或顺序缺陷l4J，给定两连架杆若干组对应角位移的平面连杆机或是需要的装配空间过大，或是机构传动性能较差构综合问题属于函数发生机构综合范畴。因为在连等原因都可能导致机构被舍弃。杆机构中，每当连杆运动平面依次占据不同位置时，本文提出一种解决选取位置点盲目和解决寻优两连架杆总有确定的角位移量与之相对应。因此可困难的方法。其基本思路是，首先通过建立圆点曲以将此类综合问题转化为实现给定连杆运动平面若线统一参数映射方程，构建参数(∈(0，2丌))与干个相关位置的机构综合问题。对于四位置问题，满足四位置的机构解之间的一一映射关系；然后在理论上通过在布

7、氏曲线上任取圆心圆点可对应产生同一有限的取值区间范围内绘制机构不同属性图，收稿日期：2008一O5—30修回日期：2OO8—07—21作者简介：钱卫香，博士生，主要从事机构综合及稳健设计研究，E．mail：qianwx2o03@163．c0m第5期钱卫香等：实现连架杆给定角位移的机构综合方法223包括机构类型、有无缺陷、杆长比、机构最小传动角，相对转角12～a12；与其类似，第位置(即。等，由此可反映出所有机构解性能的变化趋势及峰点)为点坐标(rcos(一口1)，rsin(一a1f))，转角值分布；最后计算满足设计需求的可行机构解区间，一a1，相寸转角J

8、91一口1。并在此区间范围内计算机构性能，寻找局部最优解当：4时，问题将转化为四