空間多環(huán)機(jī)構(gòu)主要包含了并聯(lián)與混聯(lián)的各種布局形式,而對于混聯(lián)非拓展樹網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與變自由度的設(shè)計(jì),仍然沒有具體的設(shè)計(jì)方法可利用。因此,為了實(shí)現(xiàn)空間多環(huán)復(fù)雜機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和變自由度運(yùn)動分析,本文提出了一種全新的具有串并混聯(lián)形式與變自由度特性空間多環(huán)機(jī)構(gòu)的拓?fù)湓O(shè)計(jì)方法。 本研究從全新的數(shù)理邏輯學(xué)角度對空間機(jī)構(gòu)進(jìn)行了二進(jìn)制12位數(shù)組矩陣的表示,同時運(yùn)用邏輯命題推理,提出3階邏輯的6值非經(jīng)典邏輯矩陣表示空間的拓?fù)溥\(yùn)動、關(guān)系及坐標(biāo)選取,建立機(jī)構(gòu)的組合邏輯庫,并將其公理化用于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)中。由此可將運(yùn)動與約束關(guān)系進(jìn)行邏輯矩陣的結(jié)構(gòu)運(yùn)算定義,從而可對機(jī)構(gòu)做數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯運(yùn)算與推理,實(shí)現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的邏輯設(shè)計(jì)算法。 在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,提出支鏈與平臺連接形式的拓?fù)洳季志仃?其拓?fù)洳季值男问娇衫脳U組映射和分形的方法得到,并建立拓?fù)洳季謱τ诳臻g幾何體的映射組合規(guī)律,包含單末端輸出的閉型與多末端輸出的開型拓?fù)洳季�。進(jìn)而針對末端輸出與支鏈運(yùn)動關(guān)系的分析,提出了拓?fù)洳季纸Y(jié)構(gòu)的空間多環(huán)邏輯拆分方法(SMD),并由此結(jié)果建立了支鏈運(yùn)動位移子集的結(jié)構(gòu)配置卡(CCDS),從而可解決非拓展樹網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),并系統(tǒng)化方法于應(yīng)用當(dāng)中。對于多環(huán)的運(yùn)動約束結(jié)構(gòu),考慮其多環(huán)變自由度特性,可建立運(yùn)動的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)庫,并分析變自由度的原理,從而得到混聯(lián)結(jié)構(gòu)變自由度的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。 論文研究的最后由實(shí)例說明了邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用,設(shè)計(jì)了各種全新的空間多環(huán)機(jī)構(gòu),其中特別設(shè)計(jì)了一種全新雙軸變自由度混聯(lián)操作器KHPM-Ⅰ對其進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)特性的分析,并建立此樣機(jī)原型用于實(shí)際運(yùn)動輸出的操作測試當(dāng)中。 本論文提出的設(shè)計(jì)方法有助于空間多環(huán)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),同時數(shù)理邏輯的表示與算法有利于實(shí)現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的自動化。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2012
【中圖分類】：TH112.1

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7 李成群;

本文編號：2822833