發(fā)布時(shí)間：2018-04-13 13:39

  本文選題：柔順機(jī)構(gòu) + 多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)�。� 參考：《北方工業(yè)大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,傳統(tǒng)剛性機(jī)構(gòu)越來(lái)越不能滿足人們的需求,越來(lái)越多的學(xué)者們開(kāi)始對(duì)柔順機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和研究。多穩(wěn)態(tài)柔順機(jī)構(gòu)是指在其運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)具有三個(gè)及以上穩(wěn)定的靜力學(xué)平衡位置的機(jī)構(gòu)。由于多穩(wěn)態(tài)柔順機(jī)構(gòu)既可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)又可以獲得更多的穩(wěn)定位形,在仿生機(jī)構(gòu)(蛇形機(jī)器人)、醫(yī)療設(shè)備等機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面具有廣泛應(yīng)用價(jià)值。目前學(xué)者們研究都局限于特殊雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)的探究,對(duì)于多穩(wěn)態(tài)柔順機(jī)構(gòu)的研究還沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)的方法。本論文主要探究柔順機(jī)構(gòu)多穩(wěn)態(tài)特性的研究方法。 首先,針對(duì)平面五桿柔順機(jī)構(gòu)的雙穩(wěn)態(tài)、多穩(wěn)態(tài)特征綜合問(wèn)題進(jìn)行研究,從機(jī)構(gòu)彈性勢(shì)能變化的角度分析機(jī)構(gòu)的多穩(wěn)態(tài)特征,對(duì)具有1～3個(gè)柔順關(guān)節(jié)的情況進(jìn)行了分析。證明當(dāng)只有驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)為柔順關(guān)節(jié)時(shí),平面五桿柔順機(jī)構(gòu)不具有雙穩(wěn)態(tài)或多穩(wěn)態(tài)特征；當(dāng)除主動(dòng)關(guān)節(jié)之外的其余關(guān)節(jié)為柔順關(guān)節(jié)時(shí),平面五桿柔順機(jī)構(gòu)可能具有雙穩(wěn)態(tài)、多穩(wěn)態(tài)或連續(xù)穩(wěn)態(tài)位形特征,給出了不同情況下機(jī)構(gòu)具有多穩(wěn)態(tài)特征時(shí)機(jī)構(gòu)必須滿足的幾何約束條件。 其次,針對(duì)平面五桿柔順機(jī)構(gòu)存在兩個(gè)柔順關(guān)節(jié)的情況進(jìn)行分析,從機(jī)構(gòu)位形的對(duì)稱性出發(fā)尋找機(jī)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)特性。將柔順機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化成偽剛體模型,通過(guò)機(jī)構(gòu)位形的幾何關(guān)系,推導(dǎo)出角度的對(duì)稱關(guān)系。在柔順機(jī)構(gòu)的分析過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)并利用圖形的對(duì)稱性,來(lái)尋找穩(wěn)態(tài)位置。證明了當(dāng)兩個(gè)柔順關(guān)節(jié)中有一個(gè)為驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)時(shí),機(jī)構(gòu)可以通過(guò)對(duì)稱角或?qū)ΨQ位形來(lái)找穩(wěn)態(tài)位置,并尋找到一種平面五桿三穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)。 最后,利用圖形疊加的方法分析單自由度機(jī)構(gòu)和多自由度柔順機(jī)構(gòu),研究具有穩(wěn)態(tài)特性的柔順關(guān)節(jié)和不具有穩(wěn)態(tài)特性的柔順關(guān)節(jié)如何影響機(jī)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)特性。在平面五桿柔順并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型分析過(guò)程中,尋找到主動(dòng)關(guān)節(jié)與被動(dòng)關(guān)節(jié)對(duì)柔順機(jī)構(gòu)穩(wěn)態(tài)特性的影響。通過(guò)串聯(lián)雙穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)和混聯(lián)其他機(jī)構(gòu)的方法尋找多穩(wěn)態(tài)機(jī)構(gòu)。
[Abstract]:With the development of modern science and technology, the traditional rigid mechanism can not meet the needs of people more and more scholars begin to analyze and study the compliant mechanism.Multi-steady compliance mechanism is a mechanism with three or more stable statically balanced positions in the range of motion.Since the multi-steady compliant mechanism can not only achieve motion but also obtain more stable configurations, it has wide application value in the design of bionic mechanism (snake robot, medical equipment and other robot mechanisms).At present, the research is limited to the research of special bistable mechanism, but there is no systematic method for the study of multi-stable compliance mechanism.This paper mainly explores the research methods of multi-steady state characteristics of compliant mechanism.Firstly, the bistable and multi-steady-state characteristic synthesis of planar five-bar compliant mechanism is studied. From the angle of the change of elastic potential energy of the mechanism, the multi-steady-state characteristic of the mechanism is analyzed, and the case with 1 ~ 3 compliant joints is analyzed.It is proved that when only the driving joint is compliant, the planar five-bar compliance mechanism is not bistable or multi-stable, and when the other joints other than the active joint are compliant, the planar five-bar compliance mechanism may have bistability.In this paper, the geometric constraints which must be satisfied by the mechanism with multi-steady state characteristics under different conditions are given.Secondly, this paper analyzes the existence of two compliant joints in the planar five-bar compliant mechanism, and looks for the steady-state characteristics of the mechanism from the symmetry of the configuration.The compliant mechanism is simplified into a pseudo-rigid body model, and the symmetry of the angle is derived by the geometric relation of the mechanism configuration.In the process of analysis of compliant mechanism, the symmetry of figure is found and used to find the steady position.It is proved that when one of the two compliant joints is a driving joint, the mechanism can find the steady-state position by symmetric angle or symmetrical configuration, and find a planar five-bar three-steady mechanism.Finally, the method of graph superposition is used to analyze the mechanism of single degree of freedom (DOF) and multi-degree-of-freedom (MDOF), and to study how compliance joints with steady-state and non-steady-state characteristics affect the steady-state characteristics of the mechanism.In the process of model analysis of planar five-bar compliant parallel mechanism, the effects of active and passive joints on the steady-state characteristics of compliant mechanism are found.The multistable mechanism is found by means of series bistable mechanism and mixed other mechanism.
【學(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH112

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本文編號(hào)：1744771