空間連桿機構(gòu).doc

空間連桿機構(gòu)空間連桿機構(gòu)由若干剛性構(gòu)件通過低副(轉(zhuǎn)動副移動副)聯(lián)接而各構(gòu)件上各點的運動平面相互不平行的機構(gòu)又稱空間低副機構(gòu)中文名 空間連桿機構(gòu)外文名 spatial linkage又名 空間低副機構(gòu)低副 轉(zhuǎn)動副、移動副組成 單自由度空間閉鏈機構(gòu)應(yīng)用領(lǐng)域 農(nóng)業(yè)機械、輕工機械、紡織機械1簡介spatial linkage由若干剛性構(gòu)件通過低副（轉(zhuǎn)動副、移動副）聯(lián)接，而各構(gòu)件上各點的運動平面相互不平行的機構(gòu)，又稱空間低副機構(gòu)。在空間連桿機構(gòu)中，與機架相連的構(gòu)件常相對固定的軸線轉(zhuǎn)動、移動，或作又轉(zhuǎn)又移的運動，也可繞某定點作復(fù)雜轉(zhuǎn)動；其余不與機架相連的連桿則一般作復(fù)雜的空間運動。利用空間連桿機構(gòu)可將一軸的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)槿我廨S的轉(zhuǎn)動或任意方向的移動，也可將某方向的移動轉(zhuǎn)變?yōu)槿我廨S的轉(zhuǎn)動，還可實現(xiàn)剛體的某種空間移位或使連桿上某點軌跡近似于某空間曲線。與平面連桿機構(gòu)相比，空間連桿機構(gòu)常有結(jié)構(gòu)緊湊、運動多樣、工作靈活可靠等特點，但設(shè)計困難，制造較復(fù)雜?？臻g連桿機構(gòu)常應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械、輕工機械、紡織機械、交通運輸機械、機床、工業(yè)機器人、假肢和飛機起落架中。組成空間連桿機構(gòu)常指單自由度空間閉鏈機構(gòu),但是隨著工業(yè)機器人和假肢技術(shù)的發(fā)展,多自由度空間開鏈機構(gòu)也有不少用途。單自由度單環(huán)平面連桿機構(gòu)只含4個轉(zhuǎn)動副,而單自由度單環(huán)空間連桿機構(gòu)所含轉(zhuǎn)動副應(yīng)為7個,此即空間七桿機構(gòu)?？臻g連桿機構(gòu)中采用多自由度的運動副如球面副或圓柱副時，所含構(gòu)件數(shù)即可減少而形成簡單穩(wěn)定的空間四桿機構(gòu)或三桿機構(gòu)。為了表明空間連桿機構(gòu)的組成類型,常用R、P、C、S、H分別表示轉(zhuǎn)動副、移動副、圓柱副、球面副、螺旋副。一般空間連桿機構(gòu)從與機架相連的運動副開始，依次用其中的一些符號來表示。常用空間四桿機構(gòu)的組成類型有RSSR、RRSS、RSSP和RSCS機構(gòu)這些機構(gòu)因含有兩個球面副,結(jié)構(gòu)比較簡單，但繞兩球心連線自由轉(zhuǎn)動的局部自由度影響高速性能。所有轉(zhuǎn)動副軸線匯交一點的球面四桿機構(gòu),也是一種應(yīng)用較廣的空間連桿機構(gòu)，如萬向聯(lián)軸節(jié)機構(gòu)。此外，還有某些特殊空間連桿機構(gòu)，如貝內(nèi)特機構(gòu)，其運動副軸線夾角和構(gòu)件尺度要求滿足某些特殊關(guān)系。3運動分析和綜合空間連桿機構(gòu)的分析綜合均較平面連桿機構(gòu)復(fù)雜困難，這在很大程度上影響空間連桿機構(gòu)的推廣應(yīng)用。研究空間連桿機構(gòu)的方法有以畫法幾何為基礎(chǔ)的圖解法和運用向量、對偶數(shù)、矩陣和張量等數(shù)學(xué)工具的解析法。圖解法有一定的局限性，應(yīng)用較多的是便于電子計算機運算的解析法?？臻g連桿機構(gòu)分析中重要而又困難的問題是位移分析。對多于 4桿的空間連桿機構(gòu)，由輸入求輸出位移時因中間運動變量不易避開或消去，一般要用數(shù)值迭代法聯(lián)解多個非線性方程式或求解高次代數(shù)方程式。對最難進行位移分析的空間7R機構(gòu)，由輸入求輸出位移的代數(shù)方程式高達32次。4基本問題對空間連桿機構(gòu)進行運動綜合的基本問題是：當(dāng)主動件運動規(guī)律一定時，要求連架從動件能按若干對應(yīng)位置或近似按某函數(shù)關(guān)系運動；要求連桿能按若干空間位置姿態(tài)運動而實現(xiàn)空間剛體的導(dǎo)引；要求連桿上某點能近似沿給定空間曲線運動。由于這些問題和平面連桿機構(gòu)的綜合問題相仿，所以平面的