变胞机构及其在并联机构微小化设计中的应用

摘要

变胞机构是一种可高度折叠、高度展开，在运动中能够改变自由度，并具有构态变化和自动组合等特点的机构。它的研究涉及了有关结构学、运动学、动力学等方面，运用了图论、李代数、螺旋理论等数学工具。 本文根据变胞机构的特点提出了其定义，并把它与其它机构进行了区分。然后研究了变胞的目的、分类及方式。同时运用矩阵法和螺旋理论等数学工具对变胞机构的构态变化和自由度变化进行了分析。 变胞机构及其变胞原理除了在包装机械、机器人、航天等领域中有广泛的应用外，还可应用到空间机构的微小化设计中。根据变胞原理可将一些空间机构转化成为平面机构来研究，这样平面制造工艺就可以运用到空间机构的微小加工中，利用现有的平面加工工艺就容易将其微小化，这一研究具有较高的学术价值。 结合变胞原理以及机构微小化加工的方法，本文提出了空间机构易于微小化设计的原则。并在此原则的基础上，分析了并联机构进行微小化设计所要满足的条件，论述了易于微小化并联机构的型综合过程。最后对此类机构进行了位置分析及仿真。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明和关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1本课题研究的内容及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1变胞机构的研究现状

1.2.2基于变胞原理的机构微小化研究现状

1.3本论文研究的主要内容

第二章变胞机构及其变胞原理

2.1概述

2.2变胞机构的定义

2.3变胞机构与其它机构的区分

2.4变胞的目的、分类及变胞的方式

2.4.1变胞的目的

2.4.2变胞机构的分类

2.4.3变胞的方式

2.5变胞机构的构态变化及自由度变化分析

2.5.1变胞机构的构态变化分析

2.5.2变胞机构的自由度变化分析

2.6变胞机构及其变胞原理的应用

2.6.1变胞机构的应用

2.6.2变胞原理在并联机构微小化设计中的应用

2.7本章小结

第三章基于变胞原理的并联机构微小化设计

3.1概述

3.2机构易于实现微小化的途径

3.3空间机构微小化设计的原则

3.4并联机构的微小化设计

3.4.1运动副类型及相互位置关系的符号表示

3.4.2并联机构的结构组成原理

3.4.3易于实现微小化设计的单开链结构

3.4.4一类易于微小化的并联机构

3.4.5微小化设计实例

3.5易于微小化并联机构的型综合

3.5.1易于微小化并联机构的型综合

3.5.2易于微小化的三平移并联机构的型综合

3.6小结

第四章一类易于微小化并联机构位置分析及仿真

4.1概述

4.2易于微小化并联机构的位置分析

4.2.1位置和姿态的描述

4.2.2易于微小化并联机构的位置分析

4.3仿真

4.3.1虚拟样机技术简介

4.3.2 ADAMS仿真软件介绍

4.3.3虚拟样机仿真分析基本步骤

4.3.4典型实例仿真

4.4小结

第五章总结

致谢

参考文献

攻读硕士期间的主要工作