平面连杆机构是一种应用十分广泛的机构。对它的分析及设计一直是机构学研究的一个重要课题。但传统方法对于常见的连杆机构的运动学、动力学分析仍然是非常繁琐,以至于很难对它进行深入的研究,如果建立一个连杆机构的仿真系统,使设计人员在进行设计时,从复杂的机构分析和烦琐的计算中摆脱出来,集中精力从事于创新工作,那将是很有意义的。基于这样一种考虑,本课题尝试建立一个平面连杆机构的运动学仿真系统。 本文从机构的基本组成谈起,探讨了运动链成为机构的条件,推导了平面机构自由度的计算公式,并提出了平面机构的组成原理,指出任何机构都可以看作是由若干个基本杆组依次连接于原动件和机架上而构成的;然后阐述了图论的一些基本知识,以及图在计算机中的表示方法,指出以点表示构件、以边表示运动副的拓扑图与机构的结构简图之间具有一一对应关系;在此基础上,着重阐述了如何建立结点基本信息数据库和约束关系数据库,从而构造出平面连杆机构的数学模型。依据平面连杆机构的基本组成原理,通过对此数学模型分析,分离出可独立求解的机构模型,并用相应的机构分析方法对它进行求解,建立了平面连杆机构运动学分析专家系统。目前这一系统可完成部分平面连杆机构的运动学分析及动画仿真。 文章的最后部分是仿真系统的实现部分,通过分析平面连杆机构实例演示了本仿真软件的使用方法和基本功能,并对仿真结果进行了验证。