【摘要】： 變拓撲并聯(lián)機構是一類拓撲結構相似,機構特性不相同的并聯(lián)機構。對變拓撲并聯(lián)機構綜合方法進行深入的研究,有利于發(fā)現(xiàn)更多新的機構構型,同時也可為并聯(lián)機構構型優(yōu)選、優(yōu)化和計算機輔助設計提供一定的理論依據(jù)。本課題主要依據(jù)變拓撲并聯(lián)機構的基本定義,對變拓撲并聯(lián)機構在輪胎成型鼓方面的應用以及輪胎成型鼓機構結構改變前后的運動學和動力學性能的變化等方面進行了較為系統(tǒng)的研究。 第一,以變拓撲結構機構理論為依據(jù),結合變拓撲并聯(lián)機構的定義及相關理論,進一步完善了變拓撲并聯(lián)機構的理論體系。并以典型的并聯(lián)機構為實例,對變拓撲并聯(lián)機構的變拓撲方式、拓撲描述和機構運動輸出進行了相關的研究。 第二,依據(jù)螺旋理論,結合拓撲結構學和群論,對變拓撲并聯(lián)機構進行型綜合分析,對輪胎成型鼓機構折鼓過程中的多個構態(tài)進行拓撲學分析,將變拓撲并聯(lián)機構應用于輪胎成型鼓機構,詳細分析了可實現(xiàn)兩平移一轉(zhuǎn)動的并聯(lián)機構的類型,利用螺旋理論給出了變拓撲輪胎成型鼓構型綜合過程,為變拓撲并聯(lián)輪胎成型鼓機構的設計提供可選擇的結構型式。 第三,虛擬樣機的建立和運動學特性分析。在UG中建立變拓撲并聯(lián)輪胎成型鼓機構的零件模型和虛擬樣機,對輪胎成型鼓機構的自由度、位置正反解、工作空間等問題進行研究,然后對輪胎成型鼓機構進行運動學特性分析,并利用ADAMS軟件對輪胎成型鼓機構的運動學特性進行仿真分析,最后根據(jù)輪胎成型鼓機構的運動輸出,對添加在輪胎成型鼓機構上的驅(qū)動函數(shù)進行優(yōu)化,使輪胎成型鼓機構在整個折鼓過程中所受的沖擊得到明顯改善。 第四,動力學特性分析。在分析輪胎成型鼓的運動學特性的基礎上,利用牛頓—歐拉方程的方法建立變拓撲并聯(lián)機構的動力學模型,以使對變拓撲并聯(lián)輪胎成型鼓機構的研究更全面。然后利用ADAMS軟件對變拓撲并聯(lián)輪胎成型鼓的動力學特性進行了仿真分析和驗證。 通過以上分析研究,完善了變拓撲結構機構的理論體系,深入了解了拓撲結構參數(shù)對機構性能的影響,為變拓撲并聯(lián)機構創(chuàng)新設計和應用奠定了良好的理論基礎。
【圖文】：

Dai和 ReesJones在1998年發(fā)現(xiàn)并提出了變胞機構(met田爪0印 hicmechanism)，目前變胞機構被廣泛應用于具有高度折疊性的航空器和機械手中，如折紙變胞機械手(見圖1一1)、月球探測車、天線機構及太陽能帆板機構(見圖1一2)等都是典型的變胞機構。變胞機構作為變拓撲機構中一個重要的分支，近幾年逐漸成為機構學研究的熱點l’”一。圖1一1折紙變胞機械手圖1一2太陽能帆板機構折疊架2002年李端玲等提出了變胞機構構態(tài)變化的矩陣消階法和其結構綜合的方法123一]，進一步推動了變胞機構的發(fā)展。2004年郭宗和、馬履中等對變自由度機構進行了分類，并利用變拓撲理論對該類機構自由度的變化過程進行構態(tài)變換描述，提出了對變自由度機構進行拓撲結構分析的“桿一桿”合并的新方法，，為變拓撲機構的深入研究打下了堅實的基礎[26一。2004年劉川禾、楊廷力等提出了變拓撲機構的變拓撲方式，分別是利用桿件的藕合，變換桿件之間的連接關系和變換運動副的類型來實現(xiàn)機構變拓撲I29]。劉川禾、楊廷力等在2005年又對變拓撲結構機構理論的基本問題作了進一步的研究，給機構理想化、理想機構、機構元和變元集等新概念作了相關的定義

載能力差等缺點，2009年王克杰將變拓撲并聯(lián)機構應用于輪胎成型鼓中，并設計出了一種新型四瓦式輪胎成型鼓。傳統(tǒng)的輪胎成型鼓機構一直應用平面機構如圖1一2所示，平面機構具有剛度差、承載能力弱等缺點，而且輪胎成型鼓的鼓瓦數(shù)量越多，成型鼓折疊前后的直徑差值就越大，因此就需要更高質(zhì)量的輪胎成型鼓。由于變拓撲并聯(lián)機構具有剛度大、承載能力強、慣性小、位置誤差小、易于力反饋控制、可根據(jù)實際需求改變自身的拓撲結構，輸入輸出柔度大等優(yōu)點，因此將之應用于輪胎成型鼓機構中可以有效的彌補傳統(tǒng)的輪胎成型鼓機構的缺點，可以有效的提高輪胎成型鼓的質(zhì)量。圖1一2平面輪胎成型鼓機構
【學位授予單位】：山東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH112

【引證文獻】

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1 尹子遜;并聯(lián)機構輪胎成型鼓的運動學與動力學研究[D];山東理工大學;2012年

本文編號：2663556