变拓扑并联机构综合方法及应用研究

发布时间：2020-05-18 12:06

【摘要】： 变拓扑并联机构是一系列拓扑结构相似,机构特性却不同的并联机构族。对变拓扑并联机构综合方法的深入研究,有利于发现更多的机构构型,同时也可为并联机构构型优选、优化和计算机辅助设计提供理论依据。本课题主要针对变拓扑并联机构的基本定义、变拓扑并联机构的遗传综合方法、机构拓扑结构改变前后运动学和动力学性能的变化以及变拓扑并联机构在轮胎成型鼓上的应用等方面进行了较为系统的研究。 第一,依据变拓扑结构机构理论,分别给出了并联机构拓扑基、并联机构拓扑基图和变拓扑并联机构具体的数学定义及相关性理论,进一步完善了变拓扑并联机构理论体系(主要是构态变拓扑并联机构)。针对变拓扑并联机构的拓扑结构参数,分别研究了变拓扑并联机构的变拓扑方式、拓扑描述、机构单开链位移输出和变拓扑判定准则,并以典型的并联机构为实例,说明了变拓扑并联机构的拓扑结构的构态特征。 第二,结合拓扑结构学、群论和遗传理论,进一步研究机构的拓扑参数变化与遗传机理上的选择、复制和变异等遗传操作的对应性,分析了变拓扑并联机构的变拓扑操作,提出了基于遗传机理的变拓扑并联机构遗传综合方法,给出了相应的运动学、动力学和解耦性分析,然后结合实例给出了遗传综合方法的具体综合过程,并研究了各构态的机构型式和拓扑解耦性。 第三,对轮胎成型鼓折鼓过程中的多个构态进行拓扑学分析,将变拓扑并联机构应用于轮胎成型鼓的折鼓机构设计,并根据变拓扑并联机构在轮胎成型鼓方面的创新应用申请了相关专利。然后详细分析了可实现两平移一转动的两支链和三支链并联机构的类型,利用遗传综合方法给出了构型综合过程,列举了可以实现成型鼓折鼓运动轨迹的两支链和三支链并联机构型式,并且对成型鼓的折鼓运动轨迹规划加以数值仿真。 第四,在分析成型鼓的运动学要求的基础之上,在上述综合出的构型中选择相适用的构型用于变拓扑并联轮胎成型鼓,并进行构型优化选择和运动分析。在UG中建立变拓扑并联轮胎成型鼓机构的零件模型和虚拟样机,然后利用ADAMS软件对变拓扑并联轮胎成型鼓的运动学和动力学特性进行仿真分析和验证。 通过以上分析研究,完善了变拓扑结构机构的理论体系,深入了解了拓扑结构参数对机构性能的影响,拓宽了变拓扑并联的应用领域,为变拓扑并联机构的创新设计和实际应用奠定了良好的理论基础。
【图文】：

鬓鬓鬓(a)并联机构原始机构构态(b)拓扑基图图3一 83CRR并联机构及拓扑基图(构态l)将构件3、4和5进行裂变操作可以分别变换为构件3一3’、4一4’和5一5’，并联机构的构件数增加，机构拓扑结构变化为构态2，如图3一9(a)所示，图3一9(b)中标有阴影的构件发生裂变操作，机构变为3CRRR，该拓扑结构

分【(D 0000000000(3)0000000000。’)0000000000②01(C，，)]再将得到的机构中构件6、7和8与静平台之间的运动副由圆柱副变化为固定链接，则静平台扩展到构件6、7和8，如图3一10(a)所示，且(2，6)一。，(2，7)一。(2，8)=o。其邻接矩阵可以表示为000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 000000000001 000000000001 000000000001」

本文编号：2669693