空間連桿機(jī)構(gòu).doc

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