基于有机分子结构的变胞机构设计

发布时间：2017-08-18 10:12

  本文关键词：基于有机分子结构的变胞机构设计

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【摘要】：变胞机构是一种新型机构,它有能从一种拓扑结构形式变换到另一种拓扑机构形式,并且有效构件数和自由度也发生改变的特点,变胞机构一经提出,就受到了广大科研工作者的广泛关注。 本文将从有机分子的分子结构出发,研究有机分子之间相互转化过程的化学键的断裂与重组,分子形态的变化,并深入分析这些过程与变胞机构之间的相通之处,建立起有机分子结构与变胞机构之间的联系,并参考有机分子结构形式的多种多样,从而设计出各种不同类型的变胞机构,推进了变胞机构实用化的进程。主要研究内容如下： 首先,基于以不同化学键相互连接的原子相对位置关系不同的理论,从机构学的角度来描述,得到在化学键断裂与重组的过程中必然伴随着构件数与自由度的变化的结论。 其次,将同分异构体分子进行相应的分类,并以其中的简单代表为例,建立了每种类型分子结构的邻接矩阵模型,经过一系列化简及运算,得到与变胞机构一致的结果,验证了有机分子结构与变胞机构的关联性并提供了相应的理论依据。 再次,根据有机分子结构的各种不同形态,设计出四种变胞机构的应用实例,即一种简便的变胞摘果机械手、能够自适应目标的变胞伐木装置,融合了放缩思想的可折叠货架与仿生学结合的多功能变胞爬虫。 然后,改进了有机分子结构的邻接矩阵表示方法,将其分解为矩阵群来表示多碳链式有机分子的结构,论述了这种分子结构与并联机构和变胞机构的相关性。 最后,基于旋量理论的并联机构自由度计算方法,提出创建并联变胞机构的方法,并借鉴多碳链式有机分子的构型,设计出并联变胞机构的实例。 本文将有机分子结构与变胞机构结合起来,设计出多种变胞机构实例,为新型变胞机构的构建提供了大量的结构模型,并对变胞机构的工程化应用做出了一定贡献。
【关键词】：变胞机构 有机分子结构 同分异构体 邻接矩阵 应用实例
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 变胞机构的起源9
• 1.2 变胞机构研究的发展现状9-11
• 1.3 变胞机构的理论意义及应用价值11-13
• 1.3.1 变胞机构研究的理论意义11
• 1.3.2 变胞机构研究的应用价值11-13
• 1.4 课题的提出13-14
• 1.5 本论文的研究内容和结构14-16
• 第二章 基于有机分子结构的变胞机构的构态分析16-21
• 2.1 概述16
• 2.2 基于同分异构现象的变胞机构不同构态分析16-17
• 2.3 基于蛋白质多肽链的变胞机构不同构态的分析17-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 有机分子结构邻接矩阵的建立、分析、简化及验证21-33
• 3.1 概述21
• 3.2 同分异构体分子结构邻接矩阵的建立21-26
• 3.2.1 化学键类型相同但分子空间构型不同21-23
• 3.2.2 化学键类型不同并且分子结构也不相同23-24
• 3.2.3 化学键类型相同但化学键位置不同的情况24-26
• 3.3 同分异构体分子邻接矩阵的简化26-28
• 3.4 同分异构体分子结构邻接矩阵的验证28-30
• 3.5 复杂链式结构同分异构体的邻接矩阵形式30-31
• 3.6 本章小结31-33
• 第四章 基于有机分子结构的变胞机构实例设计33-45
• 4.1 概述33-34
• 4.2 变胞摘果机械手的设计34-35
• 4.3 一种变胞伐木装置的设计35-38
• 4.4 一种可折叠货架的设计38-40
• 4.5 一种仿生虫的设计40-44
• 4.6 本章小结44-45
• 第五章 基于有机分子结构的并联变胞机构的分析45-59
• 5.1 概述45-46
• 5.2 多碳链式有机分子结构邻接矩阵的建立与分析46-47
• 5.3 基于有机分子结构的并联变胞机构设计47-58
• 5.3.1 并联机构基本运动副形式47-49
• 5.3.2 并联机构的自由度分析49-52
• 5.3.3 一种三支链变自由度平台的设计52-54
• 5.3.4 多自由度变胞机械臂的设计54-58
• 5.4 本章小结58-59
• 第六章 结论与展望59-61
• 6.1 结论59-60
• 6.2 展望60-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张忠海;李端玲;廖启征;;柔性变胞机构的拓扑结构表示及构态变换分析[J];北京邮电大学学报;2010年03期

2 李刚俊;;冗余度机器人的运动规划碰撞算法[J];电子科技大学学报;2005年06期

3 金国光,丁希仑,张启先;变胞机构全构态动力学模型及其数值仿真研究[J];航空学报;2004年04期

4 王志远;李端玲;;平面形状可变刚体机构概述及关节生成算法[J];机电产品开发与创新;2010年06期

5 王艳春;;蛋白质二级结构预测方法研究[J];计算机工程与应用;2009年36期

6 张红亮;李立;;基于机器人机构学的蛋白质多肽链逆运动学研究[J];机械设计与制造;2010年03期

7 吴艳荣;金国光;李东福;;变胞机构的构态分析及其运动学仿真研究[J];机械科学与技术;2006年09期

8 李端玲,戴建生,张启先,金国光;基于构态变换的变胞机构结构综合[J];机械工程学报;2002年07期

9 李端玲,戴建生,张启先,金国光;一种变胞机构——魔术花球的自由度分析[J];机械工程学报;2002年09期

10 戴建生,丁希仑,邹慧君;变胞原理和变胞机构类型[J];机械工程学报;2005年06期

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本文编号：694006