變胞機(jī)構(gòu)的構(gòu)態(tài)分析與結(jié)構(gòu)綜合.pdf

1、變胞機(jī)構(gòu)的概念是在25屆機(jī)器人學(xué)與機(jī)器學(xué)雙學(xué)年會(huì)上提出的，它不同于定拓?fù)浜投ㄗ杂啥鹊膫鹘y(tǒng)機(jī)構(gòu)。變胞機(jī)構(gòu)在完成多個(gè)工作階段過程中桿件間的連接關(guān)系或自由度是發(fā)生變化。變胞機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過程中要經(jīng)歷多個(gè)構(gòu)態(tài)，不斷地融合構(gòu)件的連接關(guān)系構(gòu)成新的機(jī)構(gòu)形式。因此滿足不同環(huán)境和工況變化的任務(wù)需求，為人們提供不同自由度的新型機(jī)構(gòu)。
　　由于變胞機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在工作過程中會(huì)發(fā)生變化，這就使得對(duì)該機(jī)構(gòu)的研究更加復(fù)雜，它除了涉及結(jié)構(gòu)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力

2、學(xué)外，還涉及圖論、李代數(shù)和旋量理論等，是一個(gè)綜合性研究領(lǐng)域。它改變了傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)學(xué)的概念和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，因此變胞機(jī)構(gòu)給機(jī)構(gòu)學(xué)的研究帶來了生機(jī)和活力，目前對(duì)變胞機(jī)構(gòu)的研究已經(jīng)成為機(jī)構(gòu)學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)。
　　本文主要做了以下工作:
　　(1)對(duì)變胞機(jī)構(gòu)自由度分析計(jì)算。系統(tǒng)總結(jié)各種情況的自由度計(jì)算公式，本文以平面剎車機(jī)構(gòu)和控制鋼材尺寸的變胞機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算為例，說明變胞機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算的異同。
　　(2)對(duì)變胞機(jī)構(gòu)的構(gòu)態(tài)分析。

3、用鄰接矩陣表達(dá)各個(gè)桿件間的連接關(guān)系，應(yīng)用圖論畫出變胞機(jī)構(gòu)各個(gè)構(gòu)態(tài)的拓?fù)鋱D，簡要舉例介紹變胞機(jī)構(gòu)構(gòu)態(tài)分析的幾種方法。另外，簡化變胞矩陣的求法，通過例子驗(yàn)證簡化后變胞矩陣的正確性和高效性。
　　(3)計(jì)算機(jī)輔助變胞機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)綜合。以五桿機(jī)構(gòu)綜合至六桿機(jī)構(gòu)為例說明變胞機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)綜合的過程，運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助得出所有綜合方案。
　　(4)計(jì)算機(jī)輔助同構(gòu)體辨識(shí)。同構(gòu)體的辨識(shí)是結(jié)構(gòu)綜合中最關(guān)鍵的問題，同構(gòu)體的辨識(shí)有很多方法，本文采用的是基于鄰接