单元组合式放缩机构的结构设计与仿真

发布时间：2020-04-10 12:09

【摘要】：放缩机构是由若干放缩单元组成的一类可展开、折叠的机构,其拥有较大的放缩比,在许多领域都得到了广泛应用。本文针对放缩单元中直杆剪叉单元、折角杆剪叉单元、曲面杆剪叉单元、直齿轮单元、锥齿轮单元及对应放缩机构的几何特性、运动特性、构造方法和驱动方法进行研究,以期提出新的放缩单元与放缩机构,拓宽放缩机构的应用范围。首先以平面剪叉放缩单元与直齿轮放缩单元为基础,通过分析其结构特性与运动学原理,归纳出使用不同放缩单元构造不同放缩机构的方法,提出了闭链放缩机构的构造方法,并通过实例设计验证了此构造方法的正确性;其次以平面剪叉放缩单元基本结构演变方法,设计了一种空间剪叉放缩机构,提出了一种在单杆驱动的前提下可以控制其放缩路径的驱动方法,并设计了一款“高空绝缘串清洗机器人”,证明了此类机构具有较高的实用价值;最后以直齿轮放缩单元基本结构演变方法,提出了一种锥齿轮放缩单元并设计出了相应的放缩机构,列举了此类机构的不同构态,分析出影响其构态的关键因素并确立了其工作空间,同时对此类机构的未来发展方向做出了展望。本文将空间剪叉放缩机构应用在了较小工作空间的设计实例中,并通过放缩单元的演变规律提出了锥齿轮放缩单元,构造出了拥有不同构型的锥齿轮放缩机构,在一定程度上拓宽了机构学的研究与应用方向。
【图文】：

航天、航海等高科技领域中的太阳帆动力系统、可折叠通信天线、航海用具等［１］。逡逑在放缩机构的结构设计方面，众所周知的有Ｃｈｕｃｋ邋Ｈｏｂｅｒｍａｎ邋（查克？霍伯曼）逡逑历经１５年创造出的霍伯曼球面，如图１－１所示，该作品直观地体现了放缩机构的特逡逑点以及其极高的放缩效率。逡逑l#逡逑图１－１霍伯曼球面Ｈｏｂｅｒｍａｎ邋Ｓｐｈｅｒｅ逡逑在建筑领域中特殊建筑的设计方面，某些专为放缩功能而设计的放缩结构也被广逡逑泛应用，例如西班牙的著名建筑设计师Ｅ．ＲＰｉｎｅｏ利用放缩机构设计出了一种具有折逡逑叠展开功能的移动式剧院；１９７４年，英国的设计师Ｒ．Ｚｅｉｇｌａｒ发明了一种具有自稳定逡逑功能的类似屋顶形状的剪式放缩结构；１９９０年，希腊的设计师对放缩机构的几何构逡逑型设计展开了丰富地探索，从而设计了大量放缩式网架结构。在２０００年世界博览会逡逑上展示出的“ＩｒｉｓＤｏｍｅ邋（艾里斯圆屋顶）”和伦敦ＢｕｉｌｄｉｎｇＣｅｎｔｒｅＴｒｕｓｔ的遮阳伞建筑设逡逑计也是放缩机构的重要应用，分别如图１－２、１－３所示。逡逑图１－２邋Ｉｒｉｓ邋Ｄｏｍｅ邋（艾里斯圆屋顶）逡逑２逡逑

航天、航海等高科技领域中的太阳帆动力系统、可折叠通信天线、航海用具等［１］。逡逑在放缩机构的结构设计方面，众所周知的有Ｃｈｕｃｋ邋Ｈｏｂｅｒｍａｎ邋（查克？霍伯曼）逡逑历经１５年创造出的霍伯曼球面，如图１－１所示，该作品直观地体现了放缩机构的特逡逑点以及其极高的放缩效率。逡逑l#逡逑图１－１霍伯曼球面Ｈｏｂｅｒｍａｎ邋Ｓｐｈｅｒｅ逡逑在建筑领域中特殊建筑的设计方面，某些专为放缩功能而设计的放缩结构也被广逡逑泛应用，，例如西班牙的著名建筑设计师Ｅ．ＲＰｉｎｅｏ利用放缩机构设计出了一种具有折逡逑叠展开功能的移动式剧院；１９７４年，英国的设计师Ｒ．Ｚｅｉｇｌａｒ发明了一种具有自稳定逡逑功能的类似屋顶形状的剪式放缩结构；１９９０年，希腊的设计师对放缩机构的几何构逡逑型设计展开了丰富地探索，从而设计了大量放缩式网架结构。在２０００年世界博览会逡逑上展示出的“ＩｒｉｓＤｏｍｅ邋（艾里斯圆屋顶）”和伦敦ＢｕｉｌｄｉｎｇＣｅｎｔｒｅＴｒｕｓｔ的遮阳伞建筑设逡逑计也是放缩机构的重要应用，分别如图１－２、１－３所示。逡逑图１－２邋Ｉｒｉｓ邋Ｄｏｍｅ邋（艾里斯圆屋顶）逡逑２逡逑
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH112

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本文编号：2622208