基于拓展全息矩阵的变胞机构创新设计研究

发布时间：2017-04-01 22:05

  本文关键词：基于拓展全息矩阵的变胞机构创新设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：变胞机构能够根据环境和工况的变化以及任务要求,可以在不同的工作阶段拥有相应不同的拓扑构型,表现在有效杆件数目、运动副类型或几何关系变化,符合现代机械系统要求机构向重组性发展的趋势,其应用前景十分广阔。区分变胞机构和传统机构的关键本质是二者结构学上的差别,变胞机构结构学的相关理论也是分析研究运动学理论和动力学理论的根本,因此中外学者对变胞机构的结构学关注最多,故研究成果在这一方面也最突出。本文研究了变胞机构的构态表示方法,论述了描述变胞机构构态变换的矩阵表达方法,提出一种能清晰完整地描述变胞机构的拓展全息矩阵及其构态变换公式。该矩阵可以完整地表达机构,即通过检索该矩阵,可获得机构中运动副数、构件数、多元构件、多元复绞、多元构件结构尺寸、构件间的连接关系等所有结构信息,增加的拓展列又可以表达机构的原动件及机架的运动学参数。在上述基础上,提出多元构件和复铰的描述与判定定理,并通过一个实例论证了该矩阵以及构态变换公式适用于构件数目增加、减少及运动副类型改变等常见变胞方式,完整清晰地描述了变胞机构不同构态的变换过程。本文提出了一种新的表达机构所有结构和运动信息的矩阵,实现了变胞机构的构态信息描述和运动学分析的计算机程序化系统设计,基于此可进一步探索研究变胞机构的自动化创新设计。
【关键词】：变胞机构 构态变换 全息矩阵 拓展矩阵 运动学分析
【学位授予单位】：武汉轻工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 引言8-10
• 1.1.1 变胞机构的来源8
• 1.1.2 变胞机构的定义8-10
• 1.2 变胞机构的研究现状10-14
• 1.2.1 变胞机构的应用11-13
• 1.2.2 变胞机构的程序化设计分析13-14
• 1.3 变胞机构的理论研究意义14
• 1.4 课题研究内容和目的意义14-16
• 2 变胞机构的结构学研究16-36
• 2.1 变胞机构的构态描述16-19
• 2.2 描述机构信息的拓展全息矩阵19-26
• 2.2.1 全息矩阵及其拓展阵的基本概念20-22
• 2.2.2 多元连杆的判定22
• 2.2.3 复铰的判定22-25
• 2.2.4 拓展全息矩阵中元素信息25
• 2.2.5 全息矩阵的拓展矩阵中元素空间可行性25-26
• 2.3 基于全息矩阵的变胞机构构态变换的数学描述26-31
• 2.3.1 变胞机构构件数目减少的构态变换26-28
• 2.3.2 变胞机构构件数目增加的构态变换28-30
• 2.3.3 运动副性质变化的构态变换30-31
• 2.4 案例分析31-34
• 2.5 本章小结34-36
• 3 变胞机构的运动学仿真研究36-44
• 3.1 引言36
• 3.2 变胞机构运动学仿真36-39
• 3.3 创新设计软件及执行结果39-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 基于变胞原理的应用研究44-51
• 4.1 机械玩具市场产品分析44
• 4.2 一种变胞机器人的设计分析44-46
• 4.3 基于变胞机构的人形与汽车两种构态可逆变形实现46-47
• 4.4 基于拓展全息矩阵的分析47-50
• 4.5 本章小结50-51
• 5 总结与展望51-52
• 参考文献52-56
• 致谢56-57
• 附录A57-60
• 论文发表和参加科研情况60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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4 张利萍;王德伦;戴建生;;变胞机构的基因建模理论与构态进化分析[J];机械工程学报;2008年12期

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  本文关键词：基于拓展全息矩阵的变胞机构创新设计研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：281365