擺角可調(diào)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、在自動(dòng)化生產(chǎn)中，往往要求機(jī)器實(shí)現(xiàn)幾個(gè)可供選擇的任務(wù)，以便機(jī)器具有較廣的適用性。在這種情況下，可調(diào)機(jī)構(gòu)就比機(jī)器人有更多的優(yōu)點(diǎn)，比如可靠性高、精確度好、容易操作和維修、以及能量消耗少等?；跇?gòu)件的幾何參數(shù)和慣性參數(shù)可變的可調(diào)機(jī)構(gòu)可用于實(shí)現(xiàn)多個(gè)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或多項(xiàng)動(dòng)力學(xué)要求，可用于提高運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的性能。這些特性使得可調(diào)機(jī)構(gòu)具有了廣闊的應(yīng)用前景。本文以往復(fù)擺動(dòng)裝置試驗(yàn)機(jī)中的擺角可調(diào)機(jī)構(gòu)為主要研究對(duì)象，根據(jù)擺角可調(diào)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，對(duì)

2、擺角可調(diào)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)研究。 本文系統(tǒng)的介紹了擺角可調(diào)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的仿真分析。主要內(nèi)容包括如何用MATLAB編程的方式實(shí)現(xiàn)擺角可調(diào)機(jī)構(gòu)中彎曲主動(dòng)桿上取點(diǎn)；如何使用Pro/E軟件調(diào)用外部文件，生成彎曲主動(dòng)桿形狀，并利用Pro/E軟件對(duì)建模和裝配，建立起擺角可調(diào)機(jī)構(gòu)的實(shí)體模型；如何運(yùn)用ADAMS軟件對(duì)建立好的模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。目前，國(guó)內(nèi)外把可調(diào)機(jī)構(gòu)的研究提高到相當(dāng)重要的地位，傳統(tǒng)的比較粗略的計(jì)算已不能滿足要

3、求，而且也需要對(duì)可調(diào)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力性方面進(jìn)行分析，因此就需要建立可調(diào)機(jī)構(gòu)的三維模型并且運(yùn)用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等方法對(duì)模型進(jìn)行分析。 首先對(duì)擺角可調(diào)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及工作特點(diǎn)、設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了全面的論述。擺角可調(diào)的四桿機(jī)構(gòu)是彎曲桿的平面四桿機(jī)構(gòu)，要求從動(dòng)桿在最大擺角完全對(duì)稱于鉛垂線，角速度在左右兩側(cè)盡量對(duì)稱，這些條件的擺角機(jī)構(gòu)以采用主動(dòng)桿為彎曲桿的平面四桿機(jī)構(gòu)。通過調(diào)節(jié)彎曲主動(dòng)桿上滑塊的位置，就可以改變從動(dòng)桿最大擺角的大小。該機(jī)構(gòu)應(yīng)用于擺動(dòng)實(shí)驗(yàn)

4、機(jī)，主動(dòng)桿可以由曲柄或其他動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。實(shí)用于重量大的物體的實(shí)驗(yàn)，具有工程使用價(jià)值。然后通過擺角可調(diào)機(jī)構(gòu)的實(shí)例給出了模型的建模，仿真和分析過程和結(jié)果。編程取點(diǎn)的目的就是生成可以供Pro/E使用的文件，在Pro/E中調(diào)用該文件就可以生成彎曲主動(dòng)桿的曲線。用MALAB軟件編寫程序，可以很容易得到彎曲主動(dòng)桿的曲線點(diǎn)。利用MALAB編程后生成的<'*>.ibl文件，這個(gè)文件可以直接被Pro/E軟件調(diào)用生成圖形。 最后，利用ADAMS軟件對(duì)擺

5、角可調(diào)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析和優(yōu)化。雖然ADAMS軟件本身具有建模功能，但是它的功能不夠強(qiáng)大，因此，通過Pro/E的接口模塊MECHANISM/Pro，把Pro/Engineer環(huán)境下建立的擺角可調(diào)機(jī)構(gòu)的三維實(shí)體模型傳送到ADAMS/View中，利用ADAMS求解器強(qiáng)大的求解功能對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析。通過運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，分析比較了主動(dòng)桿長(zhǎng)度變化，連桿長(zhǎng)度變化，回轉(zhuǎn)端位置變化對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的影響規(guī)律；根據(jù)主動(dòng)桿速度數(shù)據(jù)，我們