【20160208】机械原理|常用机构 连杆机构 1. 简单的四杆机构 输入件(inputlink):与动力源或主动件相连的构件 输出件(outputlink):从动件 连杆(coupler):连接两个活动铰链,耦合输入件与输出件 曲柄(crank):能绕定轴作整周回转的构件 摇杆或摆杆(rocker):绕定轴作往复摆动的构件 滑块(slider):只作往复移动的构件 (1) 曲柄滑块机构 4个杆件通过3个转动副和1个移动副相连接而成。曲柄为输入件,滑块为输出件,滑块的直线运动轨迹称为作用线(lineof action)。连杆的运动为一般平面运动。满足这一特征的机构称为曲柄滑块机构(crank slider mechanism)。 无偏距的曲柄滑块机构称为对心曲柄滑块机构;有偏距的曲柄滑块机构称为偏置(offset)曲柄滑块机构。 (2) 铰链四杆机构 4个杆件通过4个转动副首尾相接而成。由1个机架、2个连架(一输入一输出)、1个连杆构成。机架与连架定轴转动,连杆为一般平面运动。满足这一特征的机构称为铰链四杆机构(four-bar mechanism)。铰链四杆机构的各转动副中,如果组成转动副的两构件能相对做整周转动,则称其为周转副或整转副;反之,不能作相对整周转动者称为摆动副。对于连架杆而言,能作整周回转者为曲柄,只能在一定范围内摆动者称为摇杆。 记得制图课上曾经把所有杆都叫“曲柄”,老师纠正了也没记清,基础概念一定不能轻视,从开始就要记牢。
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: x q( L, E' O3 P4 w) W 铰链四连杆的3种不同任务: 轨迹生成机构、函数生成机构、刚体引导机构。 各杆杆长(机构的尺寸参数)决定着机构的分类及机构的运动特性。 连杆曲线(couplercurve):连杆上某一点(简称连杆点)的运动轨迹特性。 选取不同的连杆点、尺寸参数,运动轨迹均会改变。 一些铰链四杆机构可以使连杆点产生近似直线的轨迹,将这类机构称为直线机构(straight-linemechanisms)。典型的近似直线机构:瓦特(Watt)机构,罗伯茨(Roberts)机构,切比雪夫(Chebyshev)机构。 2. 平面多杆机构
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3. 空间单闭环连杆机构 组成空间连杆机构的运动副除了转动副和移动副外,还有螺旋副、圆柱副、球副、球销副等。 4. 并/混连机构 并联机构是一种多闭环机构(multi-closed-loopmechanisms),它由一个动平台、一个定平台和连接两个平台的多个支链(limbs)组成,支链数一般与动平台的自由度数相同。每个支链可由一个驱动器驱动,并且所有驱动器可以安放在平台上或接近定平台的地方,因此并联机构往往被称为平台机器人(platform manipulators)。
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