【摘要】：本論文在國家自然科學基金(No.59675003)的資助下,結(jié)合工程設計實際,對有限分離位置下平面、球面和空間機構(gòu)運動綜合的理論與方法進行了研究。 本文首先根據(jù)平面曲線的不變量和不變式,分別闡述了平面機構(gòu)綜合中三種基本要素(圓、直線和直線包絡圓)的自適應擬合理論和方法:作為補充工作,文中詳細討論了有限位置及多位置情況下,自適應綜合方法在平面R-R、P-R和R-P二副桿運動綜合中的應用。其次,以球面機構(gòu)R-R二副桿的約束曲線(單位球面圓曲線)為綜合要素,表述了球面機構(gòu)綜合理論與方法。就球面機構(gòu)綜合僅有的一種基本要素深入討論其性質(zhì),根據(jù)球面圓曲線的不變量與不變式,給出了有限分離位置下球面曲線的球面圓曲線逼近式,以最大擬合誤差極小為原則,構(gòu)造了自適應圓錐擬合鞍點規(guī)劃模型,從而將球面機構(gòu)運動綜合問題轉(zhuǎn)化為圓錐擬合與尋優(yōu)問題,把平面機構(gòu)綜合相關理論推廣到球面機構(gòu)綜合,為空間機構(gòu)綜合提供理論基礎;討論了自適應圓錐擬合方法在有限位置和多位置球面R-R二副桿運動綜合中的應用;將球面四桿機構(gòu)函數(shù)綜合和軌跡綜合轉(zhuǎn)換為位置綜合問題,建立了球面四桿機構(gòu)運動綜合的統(tǒng)一理論與方法。再次,根據(jù)常見空間機構(gòu)運動副組合的約束曲線與約束曲面的(廣義)曲率理論,闡述了空間機構(gòu)運動綜合的基本要素及其不變量擬合理論與方法,研究了有限位置和多位置情況下,自適應綜合方法在空間S-S、C-S、C-C和S-C四類二副桿組運動綜合中的應用,實現(xiàn)了自適應綜合方法從平面到空間的擴展。根據(jù)一般球面曲線和圓柱面曲線的不變量與不變式,給出了有限分離位置下空間曲線與球面曲線、圓柱面曲線及其退化形式的逼近式,以最大擬合誤差極小為原則,構(gòu)造了自適應球面擬合和自適應圓柱面擬合的鞍點規(guī)劃模型,將S-S和C-S類二副桿的運動綜合轉(zhuǎn)化為空間運動剛體上尋找(近似)球點和(近似)圓柱面點的擬合與尋優(yōu)問題。依據(jù)空間約束曲面的廣義曲率理論,用直母線球面像曲線和腰線來描述有限分離狀態(tài)下直紋面的幾何特征,將定軸直紋面擬合問題分解為球面圓曲線和圓柱面曲線自適應擬合兩步驟完成;依據(jù)所形成的約束曲面的不變量與不變式,將空間C-C類二副桿的運動綜合轉(zhuǎn)化為空間運動剛體上尋找(近似)定軸直母線的擬合與尋優(yōu)問題。根據(jù)定距直紋面的幾何特性,給出了直線包絡球面的定義,構(gòu)造了直線包絡球面的自適應擬合鞍點規(guī)劃模型,將S-C類二副桿運動綜合轉(zhuǎn)化為自適應直線包絡球面擬合問題。本文接著以不同基本綜合要素的組合為原則,討論了四種(RSSR、RCCC、RRSS、和RSCR)常見類型的空間單自由度四桿機構(gòu)位置綜合、函數(shù)綜合和軌跡綜合問題,同樣利用機構(gòu)轉(zhuǎn)化法和軌跡復演法將函數(shù)綜合和軌跡綜合問題轉(zhuǎn)化為位置綜合問題,建立了空間機構(gòu)不同運動要求類型的統(tǒng)一綜合模型。 本文最后分析了雙重環(huán)縫縫紉機彎針空間復合進給工藝動作的運動特征,提出了兩種基于空間RCCC機構(gòu)彎針空間復合進給運動新方案,把雙自由度的彎針空間復合進給運動轉(zhuǎn)化為不含球面副的空間RCCC機構(gòu)的近似函數(shù)綜合問題,采用空間機構(gòu)自適應綜合方法進行求解,得到了空間RCCC機構(gòu)的尺度,能夠在狹小空間內(nèi)實現(xiàn)雙重環(huán)縫縫紉機彎針空間復合進給運動要求。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TH112
【圖文】：

具有可比性，因此以運動平面上任意點Pm為初始點，改變xv(m必m)的值，獲得不同的離散軌跡，利用式(3.1.2)求擬合圓，以最大擬合誤差極小為目標在運動平面上進行二維搜索，均可以找到極值點，如圖3.5所示，’*’為由遺傳算法選取的一系列個離散點，分別由這些離散點為初始點，利用局部搜索法進行優(yōu)化求解，所獲得的極小點(’o’)均落在誤差曲面的溝底，同樣繪出了運動平面上的圓點曲線，說明該方法具有較好的收斂性，這是關于mPx必m的二維搜索方法。圖3.5算例3.1中白適應圓擬合誤差曲面F19.3.5TheerrorsurafceofdaaPtiveeicrlefitting主nexamPle3.1算例3.1:給定運動平面的四個位置:-A:(I，0.1.0)夕.(0.)AZ(2.0，0萬)62(0“)A3(3.0，1.5)氏(45’)^;(2.0

協(xié)m0必呵]范圍內(nèi)針對x(mP必m)進行二維搜索，在xPm任卜際。聲Pml」少Pm任點，圖3.6中’*，同樣收斂于誤差曲面的某個極值索獲得的極值點表示由遺傳算法給出的一系列離散點(初始點)，’。’表示由局部搜，顯然極值點同樣落在誤差曲面的山谷內(nèi)。傳統(tǒng)方法通常根據(jù)給定五個位置列出非線性方程組，將平面R一R二副桿綜合問題轉(zhuǎn)化為非線性方程組的求解問題[3J，如果運動平面上不存在圓點，那么將出現(xiàn)無解的情況，因此對已知位置的好壞存在極大的依賴性。本文利用自適應擬合方法，將平面R一R二副桿綜合問題轉(zhuǎn)化為過平面五點求自適應擬合圓問題

【相似文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 王淑芬;機構(gòu)運動綜合的自適應理論與方法的研究[D];大連理工大學;2006年

本文編號：2717497