空間連桿機(jī)構(gòu)

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(guò)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 spatiallinkage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spatiallinkage由若干剛性構(gòu)件通過(guò)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。空間連桿機(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(jiǎn)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(lái)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(jiǎn)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(wàn)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?？臻g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。空間連桿機(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：①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);②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；③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，所以平面的巴默斯特爾理論可解析地推廣于空間剛體的導(dǎo)引問題和其他運(yùn)動(dòng)綜合問題。此外尚有利用機(jī)構(gòu)封閉性等同條件建立設(shè)計(jì)方程式和采用優(yōu)化技術(shù)等綜合方法。111-PRSR機(jī)構(gòu)平面連桿機(jī)構(gòu)存在制造安裝誤差和構(gòu)件受力變形，出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)不很靈活甚至卡住現(xiàn)象?？臻g連桿機(jī)構(gòu)，從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)可為任意空間位置。結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)動(dòng)多樣，靈活可靠。本章重點(diǎn)小結(jié)一、 平面四桿機(jī)構(gòu)的基本形式和演化手段曲柄搖桿（雙曲柄、曲柄滑塊、雙搖桿擺動(dòng)搖桿）機(jī)構(gòu)二、 平面四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性曲柄存在條件、急回特性、壓力角（死點(diǎn)）空間連桿機(jī)構(gòu)在實(shí)硯構(gòu)件的空間運(yùn)動(dòng)方面?與平而機(jī)構(gòu)相比，具有樹杵數(shù)少.■，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn).血且LJ實(shí)現(xiàn)平而機(jī)構(gòu)不可能蟲現(xiàn)的某些運(yùn)動(dòng)L】」,所以，空間連村機(jī)構(gòu)在輕T?縫紉、針織Y制鞋、制革等〕機(jī)械中有著廣泛的應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)機(jī)械r交通丁具、化工機(jī)械、儀器儀表以及各種控制裝置中也有其應(yīng)用的實(shí)例，尤其祀機(jī)器人、機(jī)械手機(jī)構(gòu)中?空間連桿機(jī)構(gòu)幾乎占著2導(dǎo)地位「但是，空間連桿機(jī)構(gòu)由于運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性和運(yùn)功副形式的多樣性，特別是難以想象構(gòu)思和用育觀的方法進(jìn)行設(shè)訃，給其發(fā)展和推廣帶來(lái)—定影響口我們?cè)谘兄剖鲇豌@頭試爐機(jī)時(shí)，采用了空間連桿機(jī)構(gòu)，并蕊得了較為滿意的效果口■lt~r與平面連桿機(jī)構(gòu)相比+空間連桿機(jī)構(gòu)具有掏件數(shù)少?結(jié)柯御游，能夠?qū)崿F(xiàn)平面連桿機(jī)枸難以實(shí)現(xiàn)的某些空間返動(dòng)零優(yōu)點(diǎn)'因此，弓I起了圉內(nèi)外諸爭(zhēng)學(xué)者的羌注肘于儲(chǔ)存散粒貨物的住庫(kù)（或運(yùn)載敝報(bào)貨物的貨車）零"設(shè)計(jì)一種輕用靈活.操凱便利的底開門機(jī)掏是十分必要的.在対備類機(jī)構(gòu)研究分折的基礎(chǔ)上,提出了一種采用雙PSSRC移功砒一球面剛一球面副一轉(zhuǎn)動(dòng)副｝型空間連桿機(jī)枸作?為貨倉(cāng)底開門