第一章机构自由度.ppt

三、自由度数F 构件数（不算机架）n 低副数Pl, 高副数Ph, 平面机构自由度 空间机构自由度 2-6、计算自由度时的注意事项 1、复合铰链 三个构件以复合铰链联接，则有两个转动副。 M个则有M-1个转动副。 画法 2、局部自由度 凸轮为主动件转动，推杆从动，为了减小磨擦，磨损，安装滚子，改滑动为滚动。 3、虚约束 对运动无影响，改善受力情况 2-7、机构组成原理及平面机构的结构分析 目的：对机构分类，以便系统研究。 种类…几百、几千种，无法统计。 创新设计 方法：拆成最小的零件（最小的部分） 注意：目前进行低副的研究，不涉及高副 一、机构组成原理 每个机构都有机架、主动件， 而且主动件数=机构自由度数F，且主动件与机架相连。 杆组： 机架、主动副、主动杆留下 n=3 Pl=4 n=1 Pl=1 n=2 Pl=3 n=5 Pl=7 n=1 Pl=1 n=2 Pl=3 n=2 Pl=3 n=5 Pl=7 n=1 Pl=1 n=2 Pl=3 n=2 Pl=3 二级组,外副，内副 三级组，外副，内副： 巴氏桁架 四级组 蝴蝶机构 高副低代 高副低代的条件？ 不知道，没有见到论述。 可能曲率的变化有影响时，失效。即位移的3阶导数出现时高副低代失效。 结束 机构分析与综合 自动化学院 廖啟征 第一章，绪论 平面机构：机构上的所有运动点均在同一平面或者在相互平行的平面上运动，这样的机构称之为平面机构。 并联机床；Scala机器人 空间机构：不满足上述条件的机构称之为空间机构。 本课程研究的对象：平面机构（连杆），空间机构（空间机构学） 机构学研究的内容： （1）机构结构学(structure)。（型数分析与综合（杨挺力）），它研究：机构的拓扑结构、拓扑图的矩阵表示方法，机构的组成原理（曹惟庆） （2）机构运动学（kinematics） 包括运动分析与综合（本课程） 运动分析：对于一个指定的机构（尺寸已知），给定主动件的运动规律，使分析其他从动件的运动规律（位移、速度、加速度） 运动综合：为实现特定目标（运动要求），设计出满足要求的机构，它包括刚体导引、轨迹发生、函数发生三个部分 （3）动力学（机械动力学） 包括动力学分析与综合，目前动力学分析做得比较多，而动力学综合则很少。（白师贤、余跃庆） 本课程的意义： 1.本课程是机构分析与综合的基础， 它是机器人机构学的基础 2.对于机电一体化的专业，它是机器（人）设计的基础 第一章 机构的基本知识 一、运动副 运动副…两个构件组成，能产生某些相对运动的联接。既不分离，又不固连。介于二者之间的联接。 运动副元素…运动副中参与接触的部分， 即：点，线，面 平面、球面、圆柱面、曲面、曲线、直线等 运动副分类， 按引入约束…级别1-5级 或剩余自由度…5-1类 按接触情况即运动副元素（面、线、点）分为 低副…面接触，接触应力较低 高副…点、线接触，接触应力较高 按平面、空间运动分为 平面运动副 空间运动副 运动副画法 二、构件 机架 二副构件 三副构件 四副构件、多副构件 三、运动链 将构件（两个以上）用运动副联接起来，成为运 动链 封闭链，首尾相接 开式链…至少有一个构件只包含一个副。 四、机构…将运动链中的某一构件固定成为机架，则这种运动链便成为机构 原动件…机构中按已知运动规律运动的构件 从动件…除原动件外的活动构件为从动件 平面机构、空间机构、球面机构 五，运动副的画法 机架 投影方向不同 2-3，机构运动简图 分析与设计均需要画出机构运动简图 根据机构的尺寸按比例定出各个运动副的位置，用运动副的代表符号和线条把机构表示出来。 目的…运动、动力分析，综合设计 机构示意图…不严格按比例画 2-4机构具有确定运动的条件 确定运动…当机构的原动件按给定的运动规律运动时，该机构中的其余构件的运动也是完全确定的 机构自由度…机构具有确定运动时，所必须给定的独立运动参数的数目 原动件…按给定规律而独立运动的构件，一般与机架相连 确定运动条件：原动件=自由度数 2-5平面机构自由度的计算 2-5平面机构自由度的计算 目的…确定运动：原动件数=自由度数，可以确定原动件数。 以平面机构为主 一、简单情况 一个构件做平面运动，有三个自由度 二、运动副 引入约束，转动副2个，移动副2个，高副1个