论文部分内容阅读
多环耦合机构是一类新型的复杂机构,已作为重要的组件应用于仿生机器人、航空航天、建筑等多种领域且都有良好的应用前景。但关于多环耦合机构的构型综合理论研究才刚刚开展,未形成适合它的相对规律性的构型综合理论。因此,探讨对称耦合机构构型综合的方法,是对现有构型综合理论的创新和发展。 本文基于螺旋理论,从对称并联机构出发,探索等自由度对称耦合机构构型综合方法,并选择2-RRR,2-PRRR,3-PRRR为基础并联机构,对具有一级、二级节点的1T对称耦合机构及一级节点的3T对称耦合机构开展构型综合。主要研究内容包括以下几方面: 基于螺旋理论,从并联机构出发提出两种对称耦合机构构型综合的基本方法,即添加支链法和分离合并法。添加支链法是在分支中间添加串联链而构成耦合链;分离合并法是对部分分支进行解耦,使其耦合分支与原分支等效。 由于耦合机构是从并联机构出发的,而单自由度耦合机构具有最多的约束数,因而综合过程中的约束分配更复杂,所以有必要对其开展理论研究。因此,本文首先对1T并联机构进行构型综合,既丰富了原有的基于螺旋理论的并联机构的构型综合,又为1T对称耦合机构构型综合提供了基础的并联机型。 选择2-RRR为基础并联机构,应用添加支链法,得到四类具有一级节点的1T对称耦合机构。同时,在上述综合的一级节点对称耦合机构的基础上,选取一个耦合机构应用添加支链法来综合具有二级节点的1T对称耦合机构。 选择2-PRRR为基础并联机构,根据已有的耦合机构模型,运用分离合并法,得到一类具有二级节点的1T单自由度对称耦合机构,并以此来比较在获得二级节点的对称耦合机构中,添加支链法和分离合并法的区别。 根据现有的对称3T并联机构(3-PRRR),通过添加支链法得到具有一级节点的三自由度对称耦合机构,表明以添加支链法来构建耦合机构的方法是可行的。 本文提出的基本方法解决了具有一级、二级节点的1T单自由度对称耦合机构的综合以及具有一级节点3T三自由度的对称耦合机构的综合,可为进一步建立完善和系统的对称耦合机构构型综合理论提供重要的理论基础和模型,同时对对称耦合机构的进一步开发应用具有积极的促进作用。