平面五杆仿图仪机构.pdf

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1、第51卷第13期机械工程学报Vb1．51N0．132015年7月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJu1．2015DoI：1O．3901／JME．2015．13．116平面五杆仿图仪机构木廖欣征许贤琳(北京邮电大学自动化学院北京100876)摘要：经典的仿图仪有西尔维斯特仿图仪和谢伊涅尔仿图仪，西尔维斯特仿图仪有一个输入点和一个输出点，且输入和输出相互旋转一定角度；谢伊涅尔仿图仪存在一个输入点和两个输出点，虽然谢伊涅尔仿图仪比西尔维斯特仿图仪多出一个输出点，但是输入和输出必须在一条直线上，相互转角始

2、终为0或180。。它们都是平面五杆的平行四边形机构。基于平面五杆机构的拓扑结构，结合仿图仪可以对任意的图形进行成比例放缩的特点，设计一些特殊的输入图形，以此导出仿图仪构成的必要条件。基于此提出一种新型的平面五杆仿图仪机构，并给出构件尺寸的确定方法，推广并统一了两种经典的平面仿图仪。关键词：平行四边形机构；平面放缩机构中图分类号：TH112Planar5-BarPantographMechanismLIAOQizhengXUXianlin(AutomationSchool，BeijingUniversityofPostsand

3、Telecommunications，Beijing100876)Abstract：TherearetwodiferentkindsofclassicalpantographmechanismscalledSylvesterpantographmechanismandShayNelpantographmechanism．Thefirstonehasoneinputpointandoneoutputpoint，andthetwopointsdon’tneedtolayonasameline．Thesecondone，theSh

4、ayNelpantographmechanismhasoneinputpointandtwooutputpoints，buttheyhavetostayinthesameline．Bothmechanismsareplanar5-barparallelogrammechanisms．Basedonthetopologiesofplanar5-barmechanismandthefactthatpantographcanscaleanygraphs，necessaryconditionissetupforthepantogra

5、phbygivingsomeparticularinputcurves．Andthenanewtypeofplanar5-barpantographmechanismisproposed，whichunifiesthetwoclassicalpantographmechanisms．Keywords：parallelogrammechanismslpantographmechanism共线，OA与OB两点间的距离永远保持固定的比0前言例。它可以把平面图形成比例的放大或缩小，用在工程制图方面。除此之外，它还有很多其他的实际文献

6、[1]介绍了一种简单的仿图仪或放大尺，如应用。文献[2]提出可以用它来实现平面或空间机构图1所示。的静力平衡。文献[3—4]更用它来构建虚拟转动中心机构，作为医疗器械用在外科手术当中。由文献[5】看出它可以构造可折叠的平面放缩机构，用于玩具产业中。文献[6]介绍了两种经典的仿图仪，西尔维斯特仿图仪和谢伊涅尔仿图仪。图2所示为一个西尔维B斯特仿图仪。其中点为固定点，铰接在机架上。DE点描画出曲线PP，F点描绘出曲线QQ，二条曲图1简单的仿图仪(放大尺)线相似，且以A为中心，旋转一定的角度。实由于两个三角形OXA与OYB相似，所

7、以OAB际上，E，F三个点的地位或作用完全相同。或者说，三个点，固定点，输入点和输出点可以任意国家自然科学基金资助项目(51375059)。20140722收到初稿，20150518分配。收到修改稿廖放征等：平面五杆仿图仪机构l17可以放缩还可以旋转一定的角度，可以避免图形间的重叠干涉。DA图2两尔维斯特仿图仪图4平面任意四边形的放缩机构／图3所示为谢伊涅尔仿图仪，其中A点为固定接下来自然会产生一个问题：是否还存在其他点，铰接在机架上。，C，D为一条直线上的3个类似的机构，能够完成同样的功能，即从机构的一点，各描绘出3个大小

8、不同，形状相似的图形，显个点输入一个任意图形，在其他一个点或几个点能然这3个图形在通过A的一条直线上，或者说以A够获得与输入图形相似的输出图形?如果条件许为中心，相互间转角为零。与西尔维斯特仿图仪相可，最好把所有可能的机构全部找到，从中挑出性同，A，B，C，D四个点的地位作用完全相同，可能