基于作业任务的约束变胞机构设计方法

发布时间：2017-10-06 08:15

  本文关键词：基于作业任务的约束变胞机构设计方法

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【摘要】：传统的机构学理论是基于固定数目的有效构件数和运动副数的,因此机构的自由度数是不变的。而文中的变胞机构是一类能从一种拓扑结构形式变换到另一种拓扑结构形式,在具体的变换过程中其有效构件和自由度数将发生变化的机构。目前各位学者对变胞机构的研究主要表现在其拓扑结构表示和构型变换方面,还未对变胞机构中变胞副的约束形式和对应的具体结构形式方面有过专门的研究,而获取变胞副的约束形式和对应的具体结构形式是设计实用变胞机构的基础。因此建立一种相应的设计理论和方法,提供具体的设计过程和步骤具有重要的理论意义和实用价值。本文通过对二变胞构态和三变胞构态的约束变胞副构型综合问题的研究,探索构建相应的约束变胞机构的设计方法。主要研究内容和结果如下：(1)根据变胞副约束形式的不同,对典型变胞副进行分类,并分别讨论各类变胞副的约束力特性曲线。对典型变胞副进行结构设计与分析,详细阐述处于变胞机构动作全过程中的运动原理。(2)基于面向变胞全过程的调控变胞运动副等效阻力梯度的理论模型,给出典型约束变胞副的约束特点,揭示了等效阻力与变胞运动副结构之间的内在联系。(3)提出一种基于作业任务的约束变胞机构详细设计方法。给出一种描述机构拓扑结构的新的拓扑矩阵。给出二变胞构态和三变胞构态的约束变胞机构的构型综合步骤。(4)以折纸机构和物料运输机构为例进行构型综合,获取对应的全部构型,验证设计方法的可行性。
【关键词】：变胞机构 等效阻力梯度 约束变胞副 基于任务 构型综合
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 变胞机构的研究背景11-12
• 1.2 变胞机构的研究状况12-13
• 1.3 变胞机构的应用13-14
• 1.4 课题的提出14
• 1.5 本论文研究的主要内容14-17
• 第2章 变胞机构研究基础17-33
• 2.1 典型变胞运动副及其约束力特性曲线17-29
• 2.1.1 典型变胞副结构设计17-24
• 2.1.2 约束力特性曲线24-29
• 2.2 变胞机构运动循环图及其等效阻力梯度图29-31
• 2.2.1 变胞机构运动循环图29
• 2.2.2 等效阻力梯度图29-31
• 2.3 本章小结31-33
• 第3章 基于作业任务的约束变胞机构构型综合33-63
• 3.1 基于作业任务的描述33-35
• 3.1.1 作业任务详解33
• 3.1.2 对任务进行分解33-34
• 3.1.3 进行运动方案选取34-35
• 3.2 无约束变胞源机构35-36
• 3.3 含变胞副约束类型的变胞源机构构型综合36-40
• 3.3.1 无变胞副约束变胞源机构的拓扑结构描述36-39
• 3.3.1.1 运动副编码简介36
• 3.3.1.2 基于运动副编码的拓扑矩阵构造方法36-39
• 3.3.2 阻力梯度矩阵39
• 3.3.3 含约束变胞副矩阵39-40
• 3.4 二变胞构态变胞机构的构型综合40-51
• 3.4.1 二变胞构态变胞机构的运动循环图41-42
• 3.4.2 二变胞构态变胞机构的等效阻力图42-43
• 3.4.3 二变胞构态下的构态约束矩阵43
• 3.4.4 二构态的约束类型方案匹配43-44
• 3.4.5 二构态变胞副等效阻力图44-46
• 3.4.6 二构态变胞机构的组合矩阵46-48
• 3.4.7 二构态变胞机构的结构矩阵48-51
• 3.4.8 二构态变胞机构综合51
• 3.5 三变胞构态变胞机构的构型综合51-61
• 3.5.1 三变胞构态变胞机构的运动循环图51-52
• 3.5.2 三变胞构态变胞机构的等效阻力图52
• 3.5.3 三变胞构态下的构态约束矩阵52-53
• 3.5.4 三构态的约束类型方案匹配53-55
• 3.5.5 三构态变胞副等效阻力图55-59
• 3.5.6 三构态变胞机构的组合矩阵59-60
• 3.5.7 三构态变胞机构的结构矩阵60-61
• 3.5.8 三构态变胞机构综合61
• 3.6 本章小结61-63
• 第4章 设计实例63-85
• 4.1 变胞折纸机构设计63-72
• 4.1.1 折纸机构任务背景63
• 4.1.2 折纸机构任务分解63
• 4.1.3 运动方案的选取63-64
• 4.1.4 折纸机构的无约束变胞源机构64-65
• 4.1.5 变胞折纸机构的构型综合65-72
• 4.1.5.1 无约束变胞源机构的拓扑矩阵描述65-66
• 4.1.5.2 变胞折纸机构的运动循环图和机构等效阻力线图66-67
• 4.1.5.3 变胞折纸机构的构态约束矩阵67
• 4.1.5.4 变胞折纸机构的约束类型方案确定及其变胞副等效阻力图67
• 4.1.5.5 折纸机构组合矩阵67-68
• 4.1.5.6 折纸机构的具体结构矩阵68-69
• 4.1.5.7 变胞折纸机构构型综合69-72
• 4.2 物料运输机机构设计72-83
• 4.2.1 物料运输机作业背景72
• 4.2.2 物料运输机构作业任务分解72
• 4.2.3 物料运输机构各构态机构方案确定72-73
• 4.2.4 无变胞副约束物料运输源机构73
• 4.2.5 物料运输机构构型综合73-83
• 4.2.5.1 物料运输机构的拓扑矩阵描述73-74
• 4.2.5.2 物料运输机构的约束变胞矩阵74
• 4.2.5.3 物料运输机构的运动循环图和机构等效阻力图74-75
• 4.2.5.4 物料运输机构的构态约束矩阵75
• 4.2.5.5 物料运输机构的约束类型方案和其变胞副等效阻力图75-76
• 4.2.5.6 物料运输机构的组合矩阵76
• 4.2.5.7 物料运输机构的结构矩阵76-78
• 4.2.5.8 物料运输机构构型综合78-83
• 4.3 本章小结83-85
• 第5章 结论与展望85-87
• 5.1 结论85
• 5.2 展望85-87
• 参考文献87-91
• 致谢91

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 杨毅;丁希仑;吕胜男;张武翔;;基于有限元的平面变胞机构运动学研究[J];航空学报;2010年12期

2 李端玲;张忠海;戴建生;张克涛;;变胞机构的研究综述与展望[J];机械工程学报;2010年13期

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2 纪鑫;变胞机构的结构学分析与综合及应用[D];北京邮电大学;2012年

3 张忠海;变胞机构的结构学研究与应用[D];北京邮电大学;2009年

4 刘瑞雪;变胞机构的运动学与动力学研究及仿真[D];北京邮电大学;2013年

5 徐亮;约束变胞机构等效阻力梯度分析方法[D];东北大学;2012年

6 谭益广;基于变胞副阻力梯度的变胞机构设计方法[D];东北大学;2011年

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本文编号：981700