【摘要】：形狀可變機(jī)構(gòu)是一種能在運(yùn)動過程中改變形態(tài)從而完成給定任務(wù)的一類機(jī)構(gòu),它的可操作性比較強(qiáng),能夠應(yīng)對復(fù)雜的工作環(huán)境,是當(dāng)今機(jī)械領(lǐng)域研究的前沿方向。形狀可變機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程為對其進(jìn)行輪廓分析,通過對桿件的運(yùn)動進(jìn)行機(jī)構(gòu)綜合,得到最終的形狀可變機(jī)構(gòu)。首先,本文對形狀可變機(jī)構(gòu)的輪廓進(jìn)行了分析,并詳細(xì)介紹了如何通過對設(shè)計(jì)輪廓的分析得到機(jī)構(gòu)的平均輪廓,為了降低計(jì)算量,本文編制了相應(yīng)的軟件,簡化了設(shè)計(jì)流程。然后通過機(jī)構(gòu)綜合,對比分析解析法和圖解法的優(yōu)缺點(diǎn),給出機(jī)構(gòu)的綜合方法。同時(shí)分析了機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特性,通過微調(diào)參數(shù)得到性能最好的機(jī)構(gòu)。為了降低加工的復(fù)雜度,本文通過分析已知的剛性形狀可變機(jī)構(gòu),給出了設(shè)計(jì)了柔性材料制作的形狀可變機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。其次,本文對加了柔性材料的形狀可變機(jī)構(gòu)進(jìn)行了偽剛體模型建模和分析。通過建模后將機(jī)構(gòu)拆分為四桿機(jī)構(gòu)和五桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析,并且利用形狀可變機(jī)構(gòu)的已知參數(shù),對四桿機(jī)構(gòu)和五桿機(jī)構(gòu)中的重要參數(shù)進(jìn)行了求解,利用結(jié)果求得整體機(jī)構(gòu)的勢能函數(shù),通過選取勢能函數(shù)的極小值點(diǎn),確定形狀可變機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)。最后,為了驗(yàn)證理論的正確性,本文設(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)例,為形狀可變機(jī)構(gòu)的實(shí)用化打下基礎(chǔ)。同時(shí),為了保證形狀可變機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性,增加形狀可變機(jī)構(gòu)的應(yīng)用范圍,本文在單個(gè)平面形狀可變機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行了并列設(shè)計(jì),并通過引入蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)形狀可變機(jī)構(gòu)能夠完成空間變化。本文針對形狀可變機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性不足的問題,首先從引入柔性材料的思路考慮,通過對勢能函數(shù)的分析,使得形變機(jī)構(gòu)的終點(diǎn)可以在穩(wěn)定點(diǎn)。然后引入了蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu),利用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的自鎖效應(yīng),使得機(jī)構(gòu)不能逆向變形,這樣的情況下,機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性得到了更進(jìn)一步的保證,拓寬了形狀可變機(jī)構(gòu)的使用范圍。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH112
【圖文】：

圖２－４平均輪靡修正逡逑

節(jié)所包含的離散點(diǎn)數(shù)，并且會在相應(yīng)的Ｅｘｃｅｌ表格中輸出，最后計(jì)算求得平均輪逡逑廓，并且在圖上畫出。逡逑如圖２－５所示為用戶的交互界而，可以看到界面分為兩個(gè)部分，左邊為繪圖界逡逑面，右邊為交互按鈕。逡逑氣’邋邋0—．．邐＾逡逑｜邋｜邋ｔｏ－，￣￣｜￣￣￣￣￣￣￣￣｜￣￣￣￣｜￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣邐穿逡逑ＩＩ邋４５邋Ｊ邋Ｉ邐邐邋！邋＇邐邋Ｉ異入娜，坐栝Ｉ邋Ｕ戍曲\；逡逑ｉ邋Ｂ邋ｉ邋Ｚｕｌ——Ｉ—邐邋ｒ＝＝ｒ＝＝：逡逑ｐｎ邐：邋—邐１邐：邐ｉ逡逑１５邋Ｊ邋邋：邐ｊ邐；邐邋入分丨邋￡＃ｔ逡逑ｃ．邐邐｜邐邋邐邋邐逡逑邐ｊ邐邋分算平你ｓｓ位�。殄澹暧撍闫截幔樱插义希保颠姡哼姟姡蔬姡贿�；；邐：逡逑Ｉ邐ｉ平均輪Ｗｓｆｉｉ坐標(biāo)丨平均論？ＥＳＳ坐標(biāo)逡逑二三三邋＾一＂￣｛ｒ逡逑！邋Ｊ．．邋Ｍ邋Ｉ邋Ｍ邋１丨Ｍ邋ＩＩ邋Ｉ丨＜＝３邐交互按銀逡逑＇邋Ｉ邋－６５邋－Ｓ５邐－３５邋－２５邋－５５邋－Ｈ邋Ｓ邋１５邋２５邋３＝邋４５邋５５邋￡５邋？邐邐邋＂＂逡逑：——－－－－邋邋邐邋邐邋Ｉ逡逑圖２－５軟件界面逡逑在左側(cè)的繪圖界面應(yīng)用的是Ｃｈａｒｔ控件，通過利用Ｃｈａｒｔ控件可以很好地控逡逑制繪圖界面的表線顏色、坐標(biāo)刻度、圖形的線條樣式等，這樣在輸入了目標(biāo)輪廓逡逑的刻度之后就可以很直觀的顯示目標(biāo)輪廓的具體形狀，起到檢驗(yàn)所輸入坐標(biāo)是否逡逑正確的作用。右側(cè)用的是Ｂｕｔｔｏｎ組件和ＴｅｘｔＢｏｘ組件，通過Ｂｕｔｔｏｎ組件，可以逡逑設(shè)置很多與用戶互動的按鈕

高的形狀可變機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)綜合可以采用這種簡單可行的方法，并且圖解法可以幫逡逑助驗(yàn)證其他方法的可行性，多用來配合其他方法一起使用。逡逑如圖３－１所示，己知機(jī)構(gòu)的兩個(gè)位置ＣｉＤ！和Ｃ２Ｄ２的位置，由機(jī)械原理上的逡逑知識可以知道，將ＣＣ２，邋ＤｉＤ２進(jìn)行連接后，分別作出兩條線段的垂直平分線，逡逑則可以在條垂直平分線上分別選取固定點(diǎn)做固定端。逡逑＼邋｜邋�。у义稀，／逡逑ｆ逡逑１邋０２逡逑圖３－１已知兩個(gè)位置的的圖解法結(jié)構(gòu)綜合示意圖［２４］逡逑當(dāng)給定的設(shè)計(jì)輪廓數(shù)目大于三時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)綜合的方法，分別連接逡逑這幾條線段，分別做這四條線段的垂直平分線，其中ｃ，ｃ２，逡逑（：２（：３相較于點(diǎn)０２邐ＡＡ相較于點(diǎn)0４，則0２，0４分別為圓心點(diǎn)，即為機(jī)構(gòu)的逡逑連架桿的固定端，如圖３－２所示。逡逑ｚＣ４逡逑／１邋＼＼逡逑＇邋Ｉ邋／邋／邋ｙｆ逡逑’‘邐！邋ｖ邋ｚ邐＾逡逑，｜，逡逑￥邋：邋＊邋．邋＊逡逑ｉ邋．＊．逡逑！邋０２逡逑圖３－２已知三個(gè)位置的圖解法結(jié)構(gòu)綜合示意圖【２４］逡逑當(dāng)設(shè)計(jì)輪廓數(shù)目時(shí)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2769115