基于matlab的連桿機構設計

1、基于mat l a b的連桿機構設計作者:日期:1平面連桿機構的運動分析11. 2機構的工作原理11. 3機構的數(shù)學模型的建立11 . 3.1建立機構的閉環(huán)矢量位置方程1.1.3. 2求解方法 22 基于MATLA醒序設計42.1 程序流程圖2 . 2 M文件編寫62.3 程序運行結果輸出73 基于MATLABB形界面設計 113.3. 界面設計1 13.4. 代碼設計4 小結17獻 181 平面連桿機構的運動分析1.1 機構運動分析的任務、目的和方法曲柄搖桿機構是平面連桿機構中最基本的由轉動副組成的四桿機構，它可以用來實現(xiàn)轉動和擺動之間運動形式的轉換或傳遞動力。對四桿機構進行運動分析的意義是

2、：在機構尺寸參數(shù)已知的情況下，假定主動件（曲柄）做勻速轉動，撇開力的作用，僅從運動幾何關系上分析從動件 （連桿、搖 桿）的角位移、角速度、角加速度等運動參數(shù)的變化情況。還可以根據機構閉環(huán) 矢量方程計算從動件的位移偏差。上述這些內容 ，無論是設計新的機械，還是為 了了解現(xiàn)有機械的運動性能，都是十分必要的，而且它還是研究機械運動性能和 動力性能提供必要的依據。機構運動分析的方法很多，主要有圖解法和解析法。當需要簡捷直觀地了解機構 的某個或某幾個位置的運動特性時， 采用圖解法比較方便，而且精度也能滿足實 際問題的要求。而當需要精確地知道或要了解機構在整個運動循環(huán)過程中的運動 特性時，采用解析法并借助

3、計算機，不僅可獲得很高的計算精度及一系列位置的 分析結果，并能繪制機構相應的運動線圖，同時還可以把機構分析和機構綜合問 題聯(lián)系起來，以便于機構的優(yōu)化設計。1.2 機構的工作原理在平面四桿機構中，其具有曲柄的條件為：a.各桿的長度應滿足桿長條件，即：最短桿長度+最長桿長度&其余兩桿長度之和。b.組成該周轉副的兩桿中必有一桿為最短桿，且其最短桿為連架桿或 機架（當最短桿為連架桿時，四桿機構為曲柄搖桿機構；當最短桿為機架時，則為 雙曲柄機構）。在如下圖1所示的曲柄搖桿機構中，構件A B為曲柄，則B點應能通過曲柄與連 桿兩次共線的位置。1.3 機構的數(shù)學模型的建立1.4 . 1建立機構的閉環(huán)矢

4、量位置方程在用矢量法建立機構的位置方程時，需將構件用矢量來表示，并作出機 構的封閉矢量多邊形。如圖1所示，先建立一直角坐標系。設各構件的長度分別 為L1 、L2、L 3、L4 ,其方位角為日、&、區(qū)、* 。以各桿矢量組成一個封閉矢量多邊形，即 ABCDA其個矢量之和必等于零。即：G+4 =占+4式1式1為圖1所示四桿機構的封閉矢量位置方程式。 對于一個特定的四桿機構，其 各構件的長度和原動件2的運動規(guī)律，即 鳥 為已知，而4 =0,故由此矢量方 程可求得未知方位角氏、氏。角位移方程的分量形式為：+ 4 8£鳥=A 8叫 + A£? sin鳥+ q win珞=。win

5、烏彳 sin 4閉環(huán)矢量方程分量形式對時間求一階導數(shù)（角速度方程）為:一與電+4（啊= &啊 sing4叼 85鳥 一 4/ cos = 一/ cos每其矩陣形式為:q& sing、一叫4 85備/聯(lián)立式3兩公式可求得:吟=一叼4 5111 （鳥一4）/ 'in（生 一2 H式5叫二嗎3sin（鳥-區(qū)”國日立國-即式6閉環(huán)矢量方程分量形式對時間求二階導數(shù)（角加速度方程）矩陣形式為:,sin &、4自q生4 乳注冬 f婢 J &+ WAjC。，與一4L*二凸£耳一/4面口 / + W4疝 曷&蚯n % 0或L*血4 由式7可求得加速度:一

6、延& £3© -4）一顯J匚爾冬-幻+就4W 1a陽鳥一冬)一反4cx© -+磅看注：式1式9中,L i ( i =1 , 2 ,3,4)分別表示機架1、曲柄2、連桿3、搖桿4的長度；鳥(i=1, 2 ,3, 4)是各桿與x軸的正向夾角，逆時針為正，順時針四生=-為負，單位為rad;1是各桿的角速度，出,單位為r a d/s ;d碼_d電r 2出 也 為各桿的角加速度，單位為 城支。1 .3.2求解方法 (1)求導中應用了下列公式sin dB 門門=C8 3 = 6。 s 8dl dtd cosd白-弘n 5 = 一左1史拄y/dtdt（要d式1 0(2)

7、在角位移方程分量形式(式2)中，由于假定機架為參考系，矢量1與x軸 重合，=0,則有非線性超越方程組：工(4 4)= &+ & c公 另一 A - 4 cx q = 0/©島二與i口耳十Lind-A疝4=oJ,1 1工I 1 1可以借助牛頓辛普森數(shù)值解法或 Matla b自帶的f s olv e函數(shù)求出連桿3的 角位移和搖桿4的角位移。求解具有n個未知量(1=1, 2,，n)的線性方程組：的辦十313K3+- + 1加 / =4 I 向西十心口十十儂再=% ,，丙十4/7+%*4l±4.式12式中，系列矩陣是一個階方陣：4 A = ;»1%L 式1

8、3的逆矩陣為；常數(shù)項b是一個n維矢量：人氏曲，懸尸式14因此，線性方程組解的矢量為：x= 1.演愛酒）=小營式15式1 1是求解連桿3和搖桿4角速度和角加速度的依據。基于M AT LAB程序設計MATLAB 是M a thw o rks公司推出的交互式計算分析軟件，具有強大的運算分析功能，具有集科學計算、程序設計和可視化于一體的高度集成化軟件環(huán)境，是目前國際上公認的最優(yōu)秀的計算分析軟件之一，被廣泛應用于自動控制、信號處理、機械設計、流體力學和數(shù)理統(tǒng)計等工程領域。通過運算分析，MATLAB可以從眾多的設計方案中尋找最佳途徑，獲取最優(yōu)結果，大大提高了設計水平和質量。四連桿機構的解析法同樣可以用MA

9、TL AB的計算工具來求值，并結合 MATLAB的可視化手段，把各點的計算值擬合成曲線 得到四連桿 機構的運動仿真軌跡。2.1程序流程圖2. 2 M文件編寫首先創(chuàng)建函數(shù)F outBa r P o s it i on,函數(shù)f soke通過他確定。funct i on t=f o u r barposi t ion(th,th 2 ,L2,L3,L4 , L 1)t= L 2 * c os( t h2) + L 3 *cos(th( 1 ) )-L4 *cos(th( 2 ) ) -L1;L2*sin(th 2 )+L3*sin (th (1) L4 * si n (t h ( 2 );主程序如下

10、：disp * * * * *平面四桿機構的運動分析* * * * *L 1 =304.8;L2=1 0 1. 6; L 3=254. 0 ;L4=177.8;%給定已知量，各桿長 L1,L2 ,L3,L4t h2=0:1/6:2 * p i ;%曲柄輸入角度從 0至360度,步長為pi/6th34=zeros(length(th2),2);o n s =optimset('display', / o ffz );for m=1: length(th2)%建立一個N行 2列的零矩陣，第一列存放opti%。_ 3,第二列存放 0_3%建立for循環(huán)，求解 0 _3, 0 _4th

11、3 4 (m,:) = fs o lve(' f ou r barpos i tio n ', 11 , options, t h 2 (m), L 2,L3 ,L4,L1) ;%的非線性超越方程，結果保存在th3 4中%連桿3的D端點Y坐標值endy=L2*sin(t h 2)+L3* sin (th 34(:, 1)。;x=L2 *co s (th2)+L 3* cos(t h 34(:,1)');%連桿 3 的 D 端點 X 坐標值x x= L2* c o s (t h 2 ) ;%連桿3的C端點X坐標值yy=L2*s i n (t h 2);%連卞f 3的C端點

12、Y坐標值fig u re(1)plot (x; x x,y;yy ,'k',0 L 1 ,0 0,%繪制連桿 3 的幾個位置點'k/ ,x, y, 'ko',xx, yy/ ks')title ('連桿3的幾個位置點)x 1 a be 1 ('水平方向')ylabel('垂直方向')axis equal%XY坐標均衡th2=0: 2/7 2: 2*pi;%重新細分曲柄輸入角度。_2步長為5度th3 4 = z e r o s(len g th (th 2) ,2);opti o n s= o p tims

13、e t (/ d i s p 1 ay','off);f or m = 1:lengt h (th2)th3 4 ( m, :) = f so lv e (z fo u rba r p osi t ion z , 1 1 ,op t ions, th 2 (m) , L2 ,L3,L4,L1); e ndf i g ure(2)plo t (th 2*1 8 0 /pi, t h 3 4 (:, 1),th2*180/p i ,th34(:,2)% 繪制連桿 3 的角位移關于曲柄2的角位移圖plot(th2* 1 80/pi,th3 4 (: ,1)*1 8 0 /pi, t

14、h 2*180/pi,th 3 4 (:,2)*180/pi)%繪制搖桿4的角位移關于曲柄2的角位移圖a x is( 036 0 0 17 0)% 確定 XY 邊界值grid%圖形加網格X la b el(/ 主動件轉角t h e t a_2(度)')ylab e 1 (/從動件角位移(度)')titl e (/角位移線圖)t ex t ( 1 20, 1 2 0/搖桿4角位移/ )te x t(1 5 0,4 0 , / 連桿 3 角位移')w2= 2 50 ;%設定曲柄角速度for i = 1:length(th2)A= -L3*sin(th3 4 (i,1) L

15、4 * s i n ( t h 3 4(i,2) ) ; L3 * cos(th34(i , 1) -L 4 * c o s (t h3 4 (i, 2);B= w2* L 2*sin(th2(i) ) ; -w2*L2*co s (th 2 (i);w =inv (A )*B;w3(i) = w (1);w 4 ( i) = w(2);endf i gu r e (3)p 1 o t(th2*18 O/pi,w3,th2*180/p i , w4) ;%繪制角速度線圖a x is (0 3 6 0 -175 2 0 0 )t ext( 5 0,1 6 0,'搖桿 4 角速度( ome

16、g a _4)')te xt (220,13 0 ,'連桿 3 角速度(omega_3)，)g r idX label('主動件轉角 t h eta_2(度)，)y lab e l('從動件角速度(ra d cd o t s A-1)') title('角速度線圖/)f or i = 1:l e n g th (th 2)C= -L3 * s i n(th 3 4(i, 1 ) L 4 * si n (th 3 4 ( i , 2) );L 3* c os(th34(i,1) -L 4 *cos(t h 3 4 (i ,2 )；D= w2A2*

17、L 2*c o s(th 2 (i) +w3( i42 * L3* c os (th 3 4(i,1) ) w 4 ( i )人 2 *L 4 *cos(t h 34(i, 2); w 2 A2*L 2 * s in(t h 2 (i) + w 3 (i)人 2 * L3*si n (t h 3 4( i , 1)-w4(i ) a 2 *L4*s i n(th34(i,2);a=inv(C)*D ;a3( i ) = a (1);a4(i)=a( 2 );e ndf igure(4)plot (th2 * 1 8 0/pi,a3, t h 2* 1 8 0 /pi, a4) ;%繪制角加速度

18、線圖axis(0 3 60 - 7 0 0 00 6 5000)t e xt(50, 5 0000,'搖桿 4 角加速度(al p ha _4 )')text (220,1 200 0,'連桿 3 角加速度(a 1 p h a_ 3)gridxla b el('從動件角加速度/ )ylab e l('從動件角加速度(radcd o t s 人-2)')t i tle (/角加速度線圖')di s p '曲柄轉角連桿轉角-搖桿轉角-連桿角速度-搖桿角速度-連桿加速度-搖桿加速度'y dcs=th2' * 180/p

19、i, th 3 4(:,1) * 1 80/p i , t h 3 4(:, 2 )*18 0 /p i,w3z, w4',a3',a4'disp(y d cs)2 .3程序運行結果輸出* * * * *-連桿加速度-搖桿加速度>>*平面四桿機構的運動分析曲柄轉角 連桿車t角-搖桿轉角-連桿角速度-搖桿角速度1 . 0 e + 00 4 *00.00440. 0 0 97 -0. 0 1 2 5-0. 0 125 -0.54 7 84.84 5 80.00050.0 04 20.00 9 4 -0.0 1 26 - 0.0 1 0 70.23 0 05.56

20、 3 00.00 1 00. 0 0 390. 00 9 2-0.0 1 24 0.00 860.89466.05 2 00.00150.00 3 70.0 0 9 1-0.01 1 9 -0. 0 0651.4143 6.2 9820.00 2 00. 0 0340.0 0 9 0-0.011 4-0. 0 0 431.78016.31740.0 0250.003 20. 0 0 8 9 0.010 7-0.00212.00276. 14670. 0 0300 .00300.008 9-0. 01000.0 0 0 02. 1 04 65.8 3390.00 3 50. 0 0280.00

21、89 - 0 .0 0 930 . 0 0202.11 3 45.4 27 20.00400. 0 02 60.00 9 0- 0 .00850. 0 0 3 82.056 64.9 6 870. 0 0450.00 2 50. 0 09 1- 0.00780 .0 0541.9 57 84.4 9180. 00500 . 0 0230. 0 092 -0. 0 07 20. 00 6 91 .83564.01 9 8文 Z9Z- I -90 6 6 t8800, 0 - >800 090L乙 §00 02 8 00 0- 0600 0SOW 0090 0 0992 0 0L

22、ZOO O -96 0 0 0 08000I 8L9 k 62 7乙1-LZOOO-00 10 , 019 1009V0 0 06£ I O k99 OC 0-»ooo09200££191- ZL8Z0- 0900 0-8 0 1 0 0 怙 LOO乙。000游0009991一 ，加丁 0 >900 0-OH O- 000000§ ZGZk VL 0 ?'O-14 LO , 099L008G00 , 0sesoo9990- 0 -乙 wxro -SHO- 09G0 0 0oesoo9802 0，eoo o-891 0 - 0eeo

23、oo%“乙-9L 6 T O8200 0 -I HO 089 I 0 002200£0 I > 乙-乙。6200 200 0-LOO 62 00 , 0608 9 2-140009010- 069L00Z20000120 , 01000- 0 -0 LO O69 I O- 092000I e 6 乙£-010 00691 0 0esooo0 0 SC 09 98 § e-69602ZZQ 0 088 0 0 069L00ISO 0 0961 0 0ge o o ,o o soc o 8 uo o6 I 0 O-O0610 06 9976V0002Z00 0

24、Z9L0 08 LOO- 09 8 LO O6。 8 6 £-6 099 Z £ 9 00 0£900099L00 9L0000 8L000998 G- 9199ZOOO 9000 CGLOO9100 09Z I O- 0981 9£ 一68ooo >ooo eg io o 打o(y oOZLOOLOLOI GW 09GZ87- 8102 Z乙 14 00Z20000 91 0 -00200 , 0 100099 I 0 0I O- 0£ 1000MOO0 910089G9 L- Z Z99 L9GL00加00£ f LZ-I

25、- Z96C I,006 £ LO O口0 0 099加003 000 0- 9GL0 0WOO7 90 mi l"LOO90 o o o- eeio , o21000oei o oo-oesoi2100092 1 1/ 0 6 686 0OSLO。21000021006 9 01/0986009I (TOZLOO O- V 3 LO O f I 00 09H0069 3 606 >10 00200 0- LSLO O 10 0 001 I O- 00 SOLO, 0>200 0-8H0, 0 CIO 0 090ZQLL 07 9G6,I o 0 ZSO 0 -

26、 0 -9 11007 I 00 000 I 0 0兜001，960 乙。LOOoeooo- si ic o no o o9600 0960018 e 10 0014009L0000600 0i L > V Z890ZOLO- 09L00098 0 0 0G 乙。L I8 210 0n7ooo->010 0 L I 00 00 8 00 0Z OZO S20 £ 1 1 I 2100 處0 0 0 SOCTOZLO 0 0 9Z 0 0 00削£8 96G S 81££1GH0 0090 0 0-660008 L 0 0 0 OZOO OVI

27、 f ft >01009 §00- 0 - Z600 , 06 I 00 0 990 0 - 09 3Z9 L >600 009 0 0 0-§ 600 0 V 3 000QVQL I 2800 0 9 9 00 0- 60000 90 0 07Z 0 0 09 § OC 00.02 7 50. 0 0540 .0 1 450.00 76 -0. 0095 2. 2588 1 .83040.02800. 0 0550. 01430.0 068-0 .0101 -2. 5 3 9 1-1 .91 000.02 8 50.00560 .01410.005

28、8-0.0 1 0 8-2.83 0 5-1 . 9 9 100. 0 2 900.0 0 5 70.0 1 3 80.004 8-0.0 1 15-3.06600 . 0 2950 .0 0 580.01 3 60 .0037-0.01 2 2-3.4 3 26-2. 12 5 50. 0 3 000 .00590 .01330. 002 4-0. 0 1 30-3.72 9 7-2 . 1 5720.030 50. 005 90.01310.0 0 1 1-0.0 1 3 7-4.0 0 91-2. 1 4 510.03100. 005 90.01280.0004 - 0.0 145-4.

29、2 53 8 -2.06960.03 1 50.00 5 90.0 1 25-0. 0 019 -0.01 5 2-4.4419 - 1. 9 0 790 .032 00.00 5 80. 0122-0 .0 0 3 5-0. 0158 -4 .5473- 1.6 3520.0 3 20.00580. 0 119 0.0 0 51 -0.016 3-4.5411-1.22730. 03300.0056-0.0 0 66 -0. 0 166 -4.39 5 4- 0.66610.0 3 350. 005 50. 0 112 -0. 0 081 -0.0167 -4.0 8 8 90.055 10

30、. 03400.00530. 0 109 -0.009 5-0. 0166 -3.6 1 290.92430.03450 .00510.01 0 5-0.0106 -0.0 1 612.9 78 11 . 90580. 0 3500.00 4 90.0 1 02- 0 .0115 -0 .01 5 2 -2.21782.9 3950.030.0 0 4 70.00 9 9 -0.0 1 22 -0.0140-1.3 85 73. 9 4 7 30.03 6 00. 0 0 440.00 9 7-0 . 0 125-0. 0125 -0.5 47 84.84 5 8圖形輸出:JOD 野口 050

31、 IM 1S020D250300水平方向連桿制幾個位置點圖2 連桿3的幾個位置點翕位移虢圖Q 0601001502®25030035060用2030印 鰭20 .1 fl fl主動件茸猜叼度）圖3角位移線圖1r T- i迷桿1偏速度（*）350005005000501 - 1 -1. pg勝取<施工060100160200250300350主動件巖猜3f度）圖4角加速度線圖x tr4前加速度戰(zhàn)圈-60 SD 10D150200250300350從動講年加速度圖5角加速度線圖3基于MAT LAB圖形界面設計所謂圖形用戶界面， 簡稱為GU I(Graphic User Int e

32、r face),是指包含了各種圖形控制對象，如圖形窗口、菜單、對話框以及文本等內容的用戶 界面。利用這些用戶界面，用戶可以和計算機之間進行信息交流。用戶可以通 過某種方式來選擇或者激活這些圖形對象，來運行一些特性的M文件。最常見 的激活方式是利用鼠標或者其它設備來點擊這些對象。對于一個用戶來說，圖形 用戶界面就是他所面對的應用程序，對圖形界面的操作直接影響應用程序的應用前途。對于以往專門用于科學計算的語言，如FOR衣AN語言等，編寫圖形 界面的功能較弱，因而用其開發(fā)的程序,其界面往往不夠友好，用戶使用起來 很不方便。而目前流行的可視化語言，對科學計算的功能又相對弱一些。MATLAB 提供了非常

33、強大的編寫圖形用戶界面的功能。用戶只和前臺界面下的控件發(fā)生交 互，而所有運算、繪圖等內部操作都封裝在內部，終端用戶不需要區(qū)追究這些復 雜過程的代碼。圖形用戶界面大大提高用戶使用MATLAB?序的易用性。因此，學習MATL序圖形用戶界面編程，即GU I程序的創(chuàng)建，是 MAT LAB編程用戶應 該掌握的重要一環(huán)。對于一個MATLAB中的圖形用戶界面，它的設計過程一般可以分為兩個部 分：用戶界面的外觀設計。在這里，主要是通過不同的對話框、按鈕、文本框等 許多工具的使用，設計出一個圖形用戶界面。同時也應搞清楚這個圖形界面的功 能是什么， 也即在圖形界面上的操作會引發(fā)什么樣的結果。圖形界面的完成。在這里

34、，用戶將根據在外觀設計階段所確定的圖形界面的功能，針對各個不同的圖形對象來編寫出能夠實現(xiàn)該功能的函數(shù)代碼，確保這 個圖形界面能夠完成所預定的功能。3. 1界面設計首先我們新建一個GUI文件，如下圖所示：CHIDE Qu i St artCr蛾忸 New GUIOpen Easting >UI“川正 tempi atef曬 UicontTDlsGUI withAKfrs Md Menu8LAMK_ion c；hrtL.p mmHelpModal Queston Dclog圖6 新建GUI文件選擇 Bl ank GUI (Defau l t)。進入GUI開發(fā)環(huán)境以后添加5個編輯文本框，8個靜

35、態(tài)文本框,和1個下拉菜單。 利用菜單編輯器，創(chuàng)建Op e n、Pr i nt、Close三個菜單。創(chuàng)建好G UI界面需要 的各交互控件并調整好大概的位置后，設置這些控件的屬性。最后的界面效果如 下圖示：Li"7 界面效果3 .2代碼設計(1)打開M文彳編輯器(M-)，點擊 孔向下的三角圖標，可以看到各個對象的回 調函數(shù)(Cal 1 back),某些對象的創(chuàng)建函數(shù)或打開函數(shù)等。通過選中相應項就可 以跳動對應函數(shù)位置進行程序編輯。選中'ed i t_ c allback '選項,光標跳到'f u nction e d i t1_ C allback(hO b j

36、e c t , eve ntda t a , h a n d les )'下面空白處，添加以下 代碼：user_e n t r y=st r 2do ub 1 e(ge t ( h Objec t ,'St ring');i f is nan (us er_ e ntry)e r rordlg( / 請輸入數(shù)值！','Bad I n put')e nd該語句嚴格限制編輯框內必須輸入數(shù)值，否則出現(xiàn)錯誤對話框(如下圖所示)。同理在其他四個編輯框的回調函數(shù)下輸入相同的代碼。圖8錯誤對話(2)打開M文件編輯器(M),點擊1=向下的三角圖標，設置下拉菜單返

37、 回函數(shù),光標跳到func t i o n popup menu 1 Ca l 1 ba c k (hObje c t, eve n tdata , hand 1 es)'下面空白處。由于下拉菜單是本界面設計關鍵控件, 與本設計相關的程序都放在這個返回函數(shù)下。添加代碼如下：L1 = s t r2double (ge t (handle s . ed i t1,'S t ring');L2 = st r 2do u ble(g 6 t ( h an d les.e d it 2 , 'String7);L3=s t r2do u b 1 e( g et(handl

38、es.edit 3 ,' S t r i n g');L4 =st r 2double(get(h a ndles . e d i t 4 , 'St r ing');w2=s t r2double(ge t (handl e s. edit5, th2=0:2/72: 2*pi;th34 =ze r os(leng t h(th2) , 2 );o p tion s =opti mset( / dis p la y ','ofor m = 1: le n g th(th2 )th34( m , : ) =fs o l v e('four

39、 b arpositi L 2 ,L3 , L4,L1);e nd/ St ri ng');ff);on7, 1 1 ,options, t h2( m),w2 =25 0;for i = 1 :lengt h (t h 2)A=-L3*sin ( t h3 4(i,1) ) L4*sin(th34(i ,2); L3*cos(th 3 4 (i ,1) L4* c o s( t h34(i, 2 );B= w2*L2*s i n(t h2( i ); - w2*L2*cos (th2(i );w=in v ( A) * B ;w3(i)= w (1);w4 (i)=w(2);endf

40、or i = 1 :len g th(th2)C= -L 3 *sin(th3 4(i,1) L4*sin(th34 (i,2) ; L3*cos(th34(i, 1 ) L 4 * cos(th3 4 ( i ,2 );D= w2A2* L2* c os(th2 ( i ) ) +w3(i ) A2* L 3*co s (th3 4 ( i , 1 ) ) w4(i) 人 2*L4*cos(th34(i,2);.w 2 A 2 *L2*sin( t h2( i )+w3 (i ) A2* l 3 *sin(th3 4 (i,1) w4(i)A2*L4* s in( t h34(i,2);a=

41、i n v(C) *D;a3(i)=a (1);a4 (i)=a(2);endval= get (hObjec t ,'V a lue / );s tr=get (hObject,'Str i n g');swi t c h s tr valcase /連桿3的幾個位置點't h2=0:1/6:2*pi;th34 =zeros(len g th( t h2), 2);opt i ons=op ti mset(/ di splay',' o ff 7 );for m=1: 1 eng t h( t h2)th34( m , :)=fs o Ive

42、(/ fou r b a rposit i on',1 1, option s , th2(m) , L2, L3,L4 , L1);e ndy= L 2*sin(th2)+L3*sin(t h34 (:, 1)');x = L2*cos (th2)+L 3 *cos( t h34 (:,1 )');xx= L 2* c o s (th2)；y y = L2*sin(th2);plot( x;xx , y;yy, 7 k',0 L1, 0 0,'k -A',x,y,'ko',xx ,y y ,'ks / )title(&#

43、39; 連桿3的幾個位置點')xla b e l (/水平方向')ylab e l('垂直方向)a x is equalgri d onc ase /角位移線圖/p l o t( t h2*180/p i ,t h 34 (: , 1 ) * 1 8 0 /pi,th 2 * 180/pi,th 3 4(: , 2) *1 8 0/pi)a xis( 03 60 0 170)g rid onxl a bel(/ 主動件轉角 t h et a_2(度)/ )ylabel( /從動件角位移(度)')t it 1 e('角位移線圖/ )t ex t ( 1 2

44、0 ,120, / 搖桿 4 角位移/ ) text(15 0 ,40 ,'連桿 3 角位移')c ase '角速度線圖p 1 ot(t h 2*18 0 /pi, w3, t h2* 1 8 0/pi,w4);axis( 0 360 -175 200)t e xt (50, 160,/ 搖桿 4 角速度(ome ga_4 )text(2 2 0, 130,'連桿 3 角速度(omega_3 )')grid onxlabel('主動件轉角theta _ 2(度)')ylab e l('從動件角速度(r c do tsA-1 )&#

45、39;)title ('角速度線圖/ )case '角加速度線圖pl o t(th2*1 8 0/p i ,a3,th 2 *180/ p i , a 4);axi s ( 0 360 -5 0 0 0 0 65 0 00)text(50,50 000,'搖桿 4 角加速度( alpha_4) / )text ( 2 20,12000,'連1干 3 角加速度(alp h a_3 )')grid onxlabel( / 主動件轉角、t h eta _ 2(度)')y 1 a be 1('從動件角加速度(r a d c dot sA-2 )&

46、#39;) titl e ('角加速度線圖')endgu i da t a(hObj e c t , han dles)其中，guidat a(hObj ect,handles )命令用于更新句柄，當輸入不同參數(shù)是 程序能夠做出相應的相應。(3)打開M文件編輯器(M-),點擊 九 向下的三角圖標，在Open菜單回調函數(shù) 下添加以下代碼：f i le = uigetf i le('*.fi g ')；i f is e qu a l(f i le ,0)op en (file );end此菜單用以打開f i g文件。其相應界面如圖9所示：Select File to

47、 Openf7? iPX I查找范圍：!f/afk1 國臼曲由2嘰區(qū).fiq文味名s |i|打開|衛(wèi)伴類型 © . |f inures (* fFg)-1 取消(4)打開M文件編輯器(M-),點擊 扛向下的三角圖標，在Pr 1 nt菜單回調函 數(shù)下添加以下代碼：pri n td 1 g (ha n d les. f i g u r e1)%用于圖形輸出。(5 )打開M文件編輯器(M-)，點擊 力向下的三角圖標，在Clos e菜單回調函 數(shù)下添加以下代碼：sei ection = questdlg( 'Close ' get (han dles.figurel,'

48、;Name')'?/,.'Cl o se / g e t ( h andle s .figur e 1,' Name ') '. ','Yes',/ No ','Yes');if str c mp (s e 1 e cti on/ No ')retu r n;enddel e t e (h a n dles . f i gu r e1)此菜單用于關閉界面，其響應界面如圖1 0所示：,* Close my_guiH »«X口of m工 gui?Yes No圖10(6)完成M

49、文件編寫后，運行程序進行檢驗，單擊 A 圖標或M文件工具欄的哨 圖標，在編輯欄輸入個構件參數(shù)，運行結果如圖11:平面四桿機構運動分析LT 纖 境.n¥rc r5" g E&I *巾 ??； *£«£ 寵 UBW主釐-=i:b1"卡比。僅由11界面運行效果圖分別點擊下拉菜單 二下各選項，則在繪圖區(qū)域分別顯示圖2圖54 小結在本次基于MA TLABff面四桿機構機構的運動分析課程設計中，不僅用到了 MATLAB的m語言編程,還有GUI圖形用戶界面設計。對于課程的設計來說,m語 言本身來說，功能相當強大，但是由于其復雜的編程方法，讓大

50、多數(shù)初學者望而 卻步；而GUI圖形界面則正好彌補了它的不足，它采用的是所見即所得的編程方 式，用它來做軟件的界面就如圖制作網頁一樣簡單明了，用它制作出來的軟件不需要太多的編程知識都可以輕松搞定；在此次課程設計中，本人盡量揚長避短， 把這些工具的優(yōu)點結合到一起，發(fā)揮其最大的作用。通過此次課程設計，不僅使 我們對使我們對四桿機構有了進一步認識，并且使我們認識到計算機技術對工程 應用的重要性。本此設計凝結了團隊合作的結晶，是我們利用三周的時間努力學習、設計的成果，同時，在設計過成中得到了鄭XX老師的悉心指導，在此表示衷 心的感謝！參考文獻1 孫桓，陳作模.機械原理M .7版.北京:高等教育出版社，2

51、0 0 6.2符煒.機構設計學.M .1版.長沙：中南工業(yè)大學出版社，1995.3 MATLA晾理與工程應用M .1版.北京：電子工業(yè)出版社,2 002.45首先創(chuàng)建函數(shù)F out BarPosition,函數(shù)fsol v e通過他確定。f u nction t= f ou r barpo s ition( t h, t h2, L2,L 3 ,L4, L 1)t= L 2*cos( t h 2) +L3* c os(th( 1 )-L4*cos(th(2)-L1;L2* s in( t h2)+L 3 * sin(th(1 ) )-L4*si n (t h (2 );主程序如下：disp *

52、 * * * *平面四桿機構的運動分析* * * * * *'L1=3 0 4.8;L2=101 . 6; L 3 = 254.0;L 4 =177. 8;th 2 =0: 1 /6:2 *pi;t h 3 4=zeros(le n gth(th2) ,2);option s= o ptims e t('dis play7 ,'off );for m= 1 :lengt h (th 2 )th34(m，: ) = f s ol v e(' f ou r b ar p osit i on。1 1 , op t ions, th 2(m), L2, L3 , L 4

53、 , L1)； endy= L 2 * s in (th2)+ L 3 * si n (th34(: , 1 )');x=L2* c os(t h 2)+L3*cos(th34( :, 1 )');xx=L2*cos(th2 );yy=L2*sin(th2);figur e (1)pl o t ( x; xx, y； y y,'k',0 L1, 0 0 , z k -A/ ,x,y,'ko',x x ,yy,'ks')tit 1 e('連桿3的幾個位置點')xl a be 1 ('水平方向')y l a be l('垂直方向')axis equalth 2 =0:2/72 : 2 * pi;th3 4 =zeros (len g th(th2),2 );o ption s = opt i