平面四杆机构轨迹综合方法及可视化表达

发布时间：2017-04-15 20:05

  本文关键词：平面四杆机构轨迹综合方法及可视化表达，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：连杆机构尤其是平面四杆机构常被应用于各种机械来实现已知轨迹的运动，例如，实际应用中的水稻插秧机的分插机构、搅拌机、起重机等。人们对连杆机构的轨迹综合方法的研究从未间断，连杆机构的轨迹综合是机械系统创新设计的基础，在学术研究和工程应用领域都具有重要意义。 本文以平面四杆机构为研究对象，为提高轨迹综合的速度与精度，提出了一种基于三次非均匀B样条理论的轨迹综合方法。 本文首先生成了大量的连杆曲线数据，提出了连杆曲线归一化方法。将生成的原始连杆曲线进行了统一的归一化处理，消除了连杆曲线与缩放比例、放置方位的相关性，便于轨迹曲线的特征匹配，大大减少了电子图谱库中的数据冗余。 其次，为避免对大量形状各异的连杆曲线的分类处理，研究了连杆曲线型值点的选择方法，编制了型值点自动选择程序，极大简化了轨迹综合的过程。 然后，提出利用闭合的三次非均匀B样条曲线对连杆曲线进行拟合，将B样条曲线拟合过程中获取的控制顶点所形成的控制多变形各相邻两边的夹角作为连杆曲线的特征参数，既能表征连杆曲线的形状特征，又减少了人工神经网络输入数据的数目，避免因特征参数过多而降低特征匹配的效率。 再次，采用了广义回归神经网络进行轨迹曲线的特征匹配，，研究了实际机构与期望的机构尺寸参数间的关系，提出了反归一化方法，能够快速获得实际机构。给出了实际机构的同源机构的矢量生成方法，运用几何方法证明了罗伯特-切比雪夫定理。研究并建立了双摇杆齿轮五杆机构极限位置的数学表达式，给出了双摇杆齿轮五杆机构主动件可转区域的获取方法。 最后，利用上述研究成果编制了可视化软件，对给定的有序离散点能够快速实现轨迹综合，且综合精度较高。
【关键词】：平面四杆机构 轨迹综合 连杆曲线 非均匀B样条 特征匹配 同源机构
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题来源9
• 1.2 课题的背景和意义9-11
• 1.3 相关研究的发展概况11-13
• 1.4 课题主要研究内容和方法13-16
• 第2章 连杆曲线电子图谱库的建立16-36
• 2.1 原始连杆曲线的数据生成16-21
• 2.1.1 机构尺寸型和连杆点位置的确定17-18
• 2.1.2 连杆曲线的生成18-21
• 2.2 连杆曲线的归一化处理21-24
• 2.3 连杆曲线型值点的选择24-27
• 2.3.1 初始型值点的选择24-25
• 2.3.2 型值点的调整及拟合误差25-27
• 2.4 曲线特征提取和图谱库建立27-34
• 2.4.1 B 样条曲线的定义与性质27-28
• 2.4.2 连杆曲线的 B 样条曲线拟合28-33
• 2.4.3 提取特征参数建立图谱库33-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第3章 获取满足给定轨迹要求的机构36-50
• 3.1 神经网络的选择与训练36-39
• 3.1.1 神经网络的选择36-38
• 3.1.2 神经网络的训练38-39
• 3.2 获取满足给定轨迹要求的实际机构39-43
• 3.2.1 获取期望的机构尺寸参数39-40
• 3.2.2 实际机构尺寸及安装位置的确定40-43
• 3.3 同源机构的生成43-49
• 3.3.1 同源四杆机构的生成43-47
• 3.3.2 同源齿轮五杆机构的生成47-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第4章 可视化软件设计及综合实例50-60
• 4.1 可视化软件的设计50-54
• 4.1.1 软件的开发环境51
• 4.1.2 软件的工作流程51-54
• 4.2 综合实例54-59
• 4.3 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果65-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 毛健;赵红东;姚婧婧;;人工神经网络的发展及应用[J];电子设计工程;2011年24期

2 刘勇,肖人彬;机构轨迹生成理论研究进展[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年04期

3 杨先海,吉晓民,曹惟庆;基于图形处理技术的连杆曲线特征参数提取的研究[J];机械科学与技术;1999年02期

4 王知行,褚悦;用数值比较法实现平面四杆机构的函数综合——平面四杆机构综合可视化方法之一[J];机械设计;1997年10期

5 李震,桂长林;连杆曲线特征分析的数学形态学方法[J];机械工程学报;2002年02期

6 谢进,阎开印,陈永;基于BP神经网络的平面机构连杆运动综合[J];机械工程学报;2005年02期

7 褚金奎;孙建伟;;基于傅里叶级数理论的连杆机构轨迹综合方法[J];机械工程学报;2010年13期

8 翁桂荣;饶海涛;钱志良;;基于形态谱和形状特征的平面四杆机构设计方法[J];农业机械学报;2006年10期

9 李立,张剑,陈永;同伦迭代法的研究及其应用于机构学问题的求解[J];西南交通大学学报;2000年01期

  本文关键词：平面四杆机构轨迹综合方法及可视化表达，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：309135