变胞机构结构学与运动学的研究及应用

发布时间：2021-04-22 06:33

　　变胞机构是由艺术折纸衍生出来的一种新型机构,具有杆件数目变化、构态变化以及自由度变化等特点。本课题主要研究变胞机构结构学与运动学的内容,包括:变胞机构的构态描述方法、变胞铰链的设计、并联变胞机构的结构分析、变胞机构的运动分析以及变胞机构的实际应用。首先,为了解决一般邻接矩阵在描述变胞机构构态变化过程中信息表达不全面的问题,提出基于运动副旋量编码的描述变胞机构构态变化的新方法。将传统的邻接矩阵与运动副旋量编码融合在一起,形成新的描述变胞机构构态变化的运动副旋量编码邻接矩阵。给出运动副旋量编码邻接矩阵在描述变胞机构构态变化过程中的矩阵运算方法。其次,设计一种新型变胞铰链,新型变胞铰链共有四种不同的构态,可变换为六种不同的铰链,分别等价为不同的球铰、虎克铰以及转动铰链。由变胞铰链组成的变胞支链同样具有变胞特性,对六种不同的变胞支链（aV）PS进行分析,可以得出两类自由度不同的变胞支链。从两类支链中选取不同构态的两个支链为研究对象,由其组成的并联变胞机构可实现构态的变化以及自由度的变化,通过运动旋量理论对其进行自由度分析。对并联变胞机构3-（aV）PS在三支链对称布局下的所有构态及构型进行分析... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 变胞机构的发展历程
    1.3 变胞机构的研究现状
        1.3.1 变胞机构的结构学研究现状
        1.3.2 变胞机构的运动学研究现状
        1.3.3 变胞机构的动力学研究现状
        1.3.4 柔性变胞机构的研究现状
        1.3.5 并联变胞机构的研究现状
    1.4 本文组织结构
第二章 变胞机构构态描述方法及构态变化分析
    2.1 引言
    2.2 旋量理论基础知识
    2.3 描述变胞机构构态变化的一般邻接矩阵
        2.3.1 一般邻接矩阵的描述方法
        2.3.2 一般邻接矩阵的应用分析
        2.3.3 一般邻接矩阵的缺陷分析
    2.4 描述变胞机构构态变化的运动副旋量编码邻接矩阵
        2.4.1 基于旋量的运动副编码
        2.4.2 运动副旋量编码邻接矩阵
        2.4.3 运动副旋量编码邻接矩阵的应用分析
    2.5 本章小结
第三章 并联变胞机构结构学分析
    3.1 引言
    3.2 新型变胞铰链的设计
    3.3 变胞支链的结构分析
Ⅰ）PS">        3.3.1 变胞支链（aV_Ⅰ）PS
Ⅱ）PS">        3.3.2 变胞支链（aV_Ⅱ）PS
Ⅲ）PS">        3.3.3 变胞支链（aV_Ⅲ）PS
        3.3.4 变胞支链（aV）PS其他构型
    3.4 并联变胞机构3-（aV）PS的构态分析
        3.4.1 三自由度构态
        3.4.2 四自由度构态
        3.4.3 五自由度构态
        3.4.4 六自由度构态
        3.4.5 全构态分类
        3.4.6 样机验证
    3.5 本章小结
第四章 变胞机构运动学分析
    4.1 引言
    4.2 变胞机构运动学研究的理论基础
        4.2.1 Huston低序体阵列法
        4.2.2 位置姿态描述方法
        4.2.3 齐次坐标变换矩阵
    4.3 变胞机构任意构态运动学分析
        4.3.1 位移分析
        4.3.2 速度分析
        4.3.3 加速度分析
    4.4 本章小结
第五章 变胞机构的应用
    5.1 引言
    5.2 变胞机构的应用领域
    5.3 并联变胞机构的实际应用
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果



本文编号：3153313