基于MATLAB的连杆机构运动综合
基于matlab的四杆机构运动分析
基于matlab的四杆机构运动分析一、四杆机构基本概念四杆机构是一种通过变换连杆长度，改变机构运动形态的机械系统。
四杆机构通常由固定连杆、推动连杆、连接杆和工作连杆四个连杆组成，其中固定连杆和推动连杆固定不动，连接杆和工作连杆则沿固定轴线的方向做平动或旋转运动。
四杆机构的基本构造如下图所示：四杆机构的四个连杆的长度和构造参数，以及驱动机构的运动决定了机构的运动特性。
在进行四杆机构运动分析时，需要通过求解运动学关系式和动力学方程，得到连杆的运动规律和力学特性。
二、四杆机构运动学分析1.运动学基本方程四杆机构的运动学分析基本方程是连杆长度变化的定理，即:l₁²+l₂²-2l₁l₂cosθ₂=l₃²+l₄²-2l₃l₄cosθ₄其中，l₁，l₂分别为固定连杆和推动连杆长度；l₃，l₄分别为连接杆和工作连杆长度；θ₂，θ₄分别为推动连杆和工作连杆的夹角。
2.运动学求解方法根据四杆机构运动学基本方程，可以求解机构中任意连杆的角度和位置，从而分析机构运动规律。
在matlab程序中，运动分析可以采用分析法或图解法。
分析法通常采用向量法或坐标法，即将四杆机构中各连杆和运动副的运动量表示为向量或坐标，然后根据连杆长度变化的定理，求解四个未知角度θ₁、θ₂、θ₃、θ₄。
图解法则先通过画图确定机构的运动规律，在图上求解连杆的角度。
比如可以采用伯格（Bourgeois）图法或恰普利恩（Chaplygin）图法等。
四杆机构动力学分析基本方程包括平衡方程和力平衡方程。
平衡方程：当四杆机构处于平衡状态时，连杆的受力关系可以表示为：ΣF=0其中ΣF为各连杆受力的合力。
ΣF=m×a其中，m为每个连杆的质量，a为连杆的加速度。
四杆机构动力学求解方法以matlab为工具，可借助matlab的求解器完成求解。
具体可以利用matlab的优化工具箱、控制工具箱和系统动态学工具箱等，来实现机构模型的动态模拟、仿真和优化设计。
基于Matlab的机构运动分析教学实践
基于Matlab的机构运动分析教学实践1. 引言机构运动分析是机械设计中的重要环节之一，其研究涉及运动学和动力学等多专业知识。
对于机械工程专业的学生而言，学习机构运动分析并进行相关实践，可有效提高其综合素质和能力，为其未来工作打下坚实基础。
本文主要介绍基于Matlab的机构运动分析教学实践，探讨如何通过实践来巩固和深化相关知识，并为机械专业学生提供一定的参考。
2. 实践内容2.1 实验要求本次实践以单平面机构为例，要求学生使用Matlab软件对其结构和运动学特性进行分析，并绘制相关曲线图。
具体要求包括：1.根据机构结构，计算机构的连杆长度、摆动角度等运动参数。
2.使用Matlab编程，绘制机构的位置分析图和速度分析图。
3.对机构运动学分析结果进行总结，分析机构的运动特性和运动规律。
2.2 实验过程在实践过程中，学生首先需要了解单平面机构的构造和运动规律，掌握机构运动学计算的方法和Matlab编程技能。
接着，学生应根据实验要求设计程序，并输入对应参数，运行程序后绘制各种曲线图。
最后，学生应对实验结果进行总结和分析，深化对机构运动学的理解。
2.3 实验成果对于单平面机构的位置分析图和速度分析图，学生应绘制出各连杆的运动轨迹和速度曲线，并对其进行标注解释。
通过对实验结果的深入分析，学生能够更好地理解机构运动学的基本概念和运动规律，为今后从事与机械设计相关工作打下坚实基础。
3. 实践心得通过本次实践，笔者深刻认识到机构运动分析是机械设计中的重要环节之一，也是机械工程专业核心知识点之一。
学生应尽早掌握基本概念和计算方法，并通过实践来加深对机构运动规律的理解。
Matlab 软件在机构运动分析中具有广泛的应用价值，学生应熟练掌握其编程技能，以更有效地完成实验任务。
4. 结论通过本文的介绍，我们可以了解到基于Matlab的机构运动分析教学实践的相关内容和要求。
学生应通过实践来深化对机构运动学的理解，并为今后从事与机械设计相关工作打下坚实基础。
基于matlab的小型快速压力机多连杆机构运动学分析
3
关于"3与"4的一阶导数和二阶导数运算，通过
MATLAB中的diff函数实现。
连杆4与连杆7的较接点,47的位移方程为：
"47="34+*4COS"4 %47$%34+*4Sin"4
/、 （ 10）
通过一阶求导、二阶求导的速度方程、加速度方
程为：
!"47=="34-*4Sin"4
（ 口）
!%47$=%34+*4COS"4 ."47=>"34-*4（ Sin"4*COS"4）
/(⑷、
!%78$=%47+*7COS"7
( 15)
.78$>%47+*7( COS"7-Sin"7)
( 16)
3多连杆杆系参数确定
该50kN小型快速伺服压LAB的软件环境，编制用于MATLAB 运动学仿真的M函数，搭建 连杆机构的参数化仿
11
第54卷
锻压装备与制造技术
%14$%34+*41Sin"4
将式（5）与式（2）联立，令 /二"14-rcos"、1二%14-
osin"，得到：
• 22+32+*32-*412
”2
2*3!（22+32）
3
/、
⑼
"4=arcSi•n--2--2-+--3- 2+*44112-*332---arc.tan2——
2*4&!（22+32）
文章编号：1672—0121（2019）05—0010—04
基于MATLAB的机构运动学分析
1. Movement analysis on materials flowing through a vertical pipe based on MATLAB2. Modeling and simulation of aircraft movement based on matlab/S-function3. Based on matlab electrically operated windshield wiper systems design method4. Optimum design of integral type steering mechanism based on MATLAB5. Analysis of assistant robotic leg on MATLABIEEE International Conference on Mechatronics and Automation, ICMA 2006Database: Compendex3.3 万方数据库3.3.1 检索式题名或关键词=机构运动与题名或关键词=Matlab 2005-20103.3.2 检索年限2003-20123.3.3 检索结果⑴【名称】基于CFD软件的数字船模平面运动机构实验方法【申请（专利）号】CN200810064057.2【申请人】哈尔滨工程大学.【发明人】张赫,李晔,庞永杰,徐玉如,秦再白,苏玉民,万磊,邹劲.【申请日期】2008-3-3【公告日期】2008-8-20【摘要】本发明提供的是一种基于计算流体动力学CFD软件FLUENT的数字船模平面运动机构实验方法。
包括应用FLUENT前处理软件GAMBIT建立研究对象模型及控制域；在模型表面布置三角形网格，进而在控制域内布置非结构化网格；设定边界条件，加入用户自定义函数UDF文件，引入动网格技术，采用基于完全非结构化网格的有限体积法，实现平面运动机构实验进行的纯横荡运动、纯升沉运动、纯摇首运动、纯俯仰运动和纯横滚运动；对FLUENT得到的力与力矩系数应用科学计算软件MATLAB傅立叶展开，EXCEL最小二乘法拟合，无因次化得到垂直面和水平面的水动力系数以及相关的流体动力分析。
基于matlab的连杆机构设计
基于maｔlａｂ的连杆机构设计————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：目录１平面连杆机构的运动分析 (1)1．2 机构的工作原理 (1)1.３机构的数学模型的建立 (1)1.３.1建立机构的闭环矢量位置方程．.....．.......．...．....．...．..．．．..．....．...．．．...．１1.3.２求解方法..．..．..．.．..................．．...．........．....．...．．．..．．.．..．..．．．2２基于MATLAB程序设计 (4)2.1 程序流程图 (4)2．2 M文件编写 (6)２.３程序运行结果输出 (7)3 基于MATLAB图形界面设计 (11)3.1界面设计……………………………………………………………………………………………１13.2代码设计……………………………………………………………………………………………１24 小结 (17)参考文献 (18)1平面连杆机构的运动分析１.1 机构运动分析的任务、目的和方法曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的由转动副组成的四杆机构，它可以用来实现转动和摆动之间运动形式的转换或传递动力。
对四杆机构进行运动分析的意义是:在机构尺寸参数已知的情况下,假定主动件（曲柄)做匀速转动，撇开力的作用,仅从运动几何关系上分析从动件（连杆、摇杆)的角位移、角速度、角加速度等运动参数的变化情况。
还可以根据机构闭环矢量方程计算从动件的位移偏差。
上述这些内容,无论是设计新的机械，还是为了了解现有机械的运动性能,都是十分必要的,而且它还是研究机械运动性能和动力性能提供必要的依据。
机构运动分析的方法很多,主要有图解法和解析法。
当需要简捷直观地了解机构的某个或某几个位置的运动特性时，采用图解法比较方便，而且精度也能满足实际问题的要求。
基于MATLAB的平面五连杆机构的运动学分析_王锡霖
l1 + l2 = l 5 + l3 + l4 l1 = l 5 + l 4 即
l2 - l3 - l4 = - l1 + l5
( 1)
- l4 + l 1 = l5
( 2)
0
l4 sin 4
0
- l4cos 4
0 0 co s 1 sin 1
2
3
=
4
l1
l 1 sin( 1 + 180 ) - l 1 co s( 1 + 180 )
l1 sin 1 - l1cos 1
1. 3 加速度分析 用 1. 2 中得到的角速度方程式再求一次导数, 得:
- l2 sin 2 l2 cos 2 0 0
写成两个坐标方向上的投影式, 得到该机构 的位置方程:
l 2 cos 2 - l3 cos 3 - l 4 cos( 4 + 180 ) = - l 1 cos( 1 + 180 ) + l5 l 2 sin 2 - l3 sin 3 - l4 sin( 4 + 180 ) = - l 1 sin( 1 + 180 )
第3期
王锡霖, 等: 基于 M A T L A B 的平面五连杆机构的运动学分析
275
到非线性方程的雅克比矩阵 J[ 3-4] 。 在 MAT L AB 函数编写中用到了 w hile 条件
循环语句, 编写了名为 rrr posi 的 M 函数, 可以求 解 1. 1 中的位置函数, 再利用 fo r 循环语句得到 随原动件 BF 运动其它构件的位置图像[ 5-8] 。
基于MATLAB的四连杆机构运动分析
Abstract: In or der t o supply SD cards for low end embedded pr oducts, this paper pr esent s a design based on t he A RM 7 pr o cessor S 3C 44B 0X and taking W 86L 388D contr ol chip o f SD card as the co re . In this pa per , the har dw ar e circuit has been designed and the SD car d contr ol agr eement has been analy zed, the cor r esponding soft war e desig n metho d has been g iv en, and the dr iver pr og ra m has been co mpiled . F inally , the v iability of this pr oject has been analy zed thr ough actual testing . Key words: embedded systems; S3C44B0X; SD card; W 86L 388D
Design of SD Card Control System Based on ARM7
ZHANG Yu, ZHANG Yun-sheng, WANG Jian-ping
( Facult y of Inf or mat ion Engin eer ing and A ut omation , Ku nming U niversit y of Science and T echnol og y, K u nming 650051, China)
(完整)基于matlab的四杆机构运动分析
1平面连杆机构的运动分析1。
1 机构运动分析的任务、目的和方法曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的由转动副组成的四杆机构，它可以用来实现转动和摆动之间运动形式的转换或传递动力。
对四杆机构进行运动分析的意义是:在机构尺寸参数已知的情况下，假定主动件（曲柄)做匀速转动，撇开力的作用,仅从运动几何关系上分析从动件(连杆、摇杆）的角位移、角速度、角加速度等运动参数的变化情况。
还可以根据机构闭环矢量方程计算从动件的位移偏差。
上述这些内容，无论是设计新的机械，还是为了了解现有机械的运动性能，都是十分必要的，而且它还是研究机械运动性能和动力性能提供必要的依据.机构运动分析的方法很多，主要有图解法和解析法。
当需要简捷直观地了解机构的某个或某几个位置的运动特性时,采用图解法比较方便，而且精度也能满足实际问题的要求。
而当需要精确地知道或要了解机构在整个运动循环过程中的运动特性时,采用解析法并借助计算机，不仅可获得很高的计算精度及一系列位置的分析结果，并能绘制机构相应的运动线图，同时还可以把机构分析和机构综合问题联系起来，以便于机构的优化设计.1。
2 机构的工作原理在平面四杆机构中，其具有曲柄的条件为:a.各杆的长度应满足杆长条件，即：最短杆长度+最长杆长度≤其余两杆长度之和。
b。
组成该周转副的两杆中必有一杆为最短杆,且其最短杆为连架杆或机架（当最短杆为连架杆时,四杆机构为曲柄摇杆机构;当最短杆为机架时，则为双曲柄机构）。
在如下图1所示的曲柄摇杆机构中，构件AB为曲柄,则B点应能通过曲柄与连杆两次共线的位置。
1.3 机构的数学模型的建立1。
3。
1建立机构的闭环矢量位置方程在用矢量法建立机构的位置方程时,需将构件用矢量来表示，并作出机构的封闭矢量多边形。
如图1所示,先建立一直角坐标系.设各构件的长度分别为L1 、L2 、L3 、L4 ，其方位角为、、、.以各杆矢量组成一个封闭矢量多边形，即ABCDA。
其个矢量之和必等于零。
基于MATLAB空间四连杆引纬机构运动仿真
基于MATLAB空间四连杆引纬机构运动仿真徐永康;张雷【摘要】In order to analyze kinematics characteristics of apace four bar linkage weft insertion mechanism, this paper built mathematical models of every parts of the mechanism with algebra analytical method to obtain motion curve through MATLAB programming, as well as studied of quantitative analysis the influence of movement law induced by the change of rotate speed and crank length. The results show that the motion characteristics curve can meet the weft inserting requirements, and it is feasible to optimize motion curve via adjusting the rotate speed and crank length. [Ch,9 fig. 2 tab. 9 ref. ]%为了分析探讨剑杆织机空间四连杆引纬机构参数变化对其运动学特性的影响,通过代数解析的方法建立了该机构各部分数学模型,编制了MATLAB程序对其进行运动仿真,得出了运动特性曲线,同时定量分析了转速和曲柄长度变化对引纬机构运动规律的影响.分析结果表明,所得的运动特性曲线符合所需引纬要求,可以通过调节转速和曲柄长度优化运动规律曲线.【期刊名称】《轻工机械》【年(卷),期】2012(030)003【总页数】5页(P17-21)【关键词】剑杆织机;空间引纬机构;MATLAB;仿真分析;运动规律【作者】徐永康;张雷【作者单位】浙江理工大学机控学院,浙江杭州310018;浙江理工大学机控学院,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TH112.1;TS103.1340 引言无梭织机代替有梭织机已经成为不可逆转的大趋势。
基于MATLAB的平面四连杆机构运动仿真.
图2~4分别为θ4角速度、点C的速度变化曲线。
4结论
本文在复数向量坐标系中推导了四连杆机构运动方程,并应用MATLAB软件进行了连杆机构运动数值仿真。从计算结果可以看出,该方法可以方便快捷地得到连杆运动参数,能够有效提高分析效率和计算精度,可进一步推广到多连杆机构设计及优化计算中。
文章编号:1009-9492(201104-0051-02
引言
四连杆机构因其结构灵活、能够传递动力并有效地实现预定动作,在很多领域得到了广泛应用
[1]
。进行连杆机
构运动分析,传统方法主要是图解法或分析法[2]
,无论设
计精度还是设计效率都相对低下,无法满足现代机械高速高精度的要求。随着计算机技术的飞速发展,特别是以
面四杆机构[J ].机械制造, 2002,
(3:26-28.
[3]周进雄,张陵.机构动态仿真[M ].西安:西安交通大学出
版社, 2002.
[4]李娟玲,张建峰.基于C语言的平面连杆机构的运动分析
[J ].机械研究与应用, 2006, 19(5:117-120.
[5]宋兆基. MATLAB6.5在科学计算中的应用[M ].北京:清
华大学出版社, 2005.
[6]王正林.精通MATLAB科学计算[M ].北京:电子工业出
版社, 2009.
[7]曹惟庆.机构设计[M ].北京:机械工业出版社, 2004. [8]李洪涛,徐巍华.基于MATLAB软件对抽油机连杆运动规律
的仿真研究[J ].机械工程师, 2009(5:99-101.
参考文献:
[1]孙桓,陈作模.机械原理[M ].北京:高等教育出版社,
2006.
基于MATLAB的四连杆机构运动分析软件设计开题报告
基于MATLAB的四连杆机构运动分析软件设计开题报告云南农业大学本科生毕业设计开题报告工程技术学院车辆工程专业( 工科) 2008级设计题目:基于MATLAB的四连杆机构运动分析软件设计人机交互界面的设计云南农业大学教务处制2011年10月8日云南农业大学毕业设计开题报告1(本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述目前，MATLAB软件是功能强大的科学计算软件，被国内外高校和科研单位所使用。
尤其是基于矩阵运算的数据处理，还可用符号运算计算解析解;还可以实现数值分析、图像处理等若干个领域的计算和图形显示功能。
在工程技术界，MATLAB 也被用来解决一些实际课题和数学模型问题。
典型的应用包括数值计算、算法预设计与验证，以及一些特殊的矩阵计算应用，如自动控制理论、统计、数字信号处理(时间序列分拆)等。
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。
应用Matlab/Simulink对机构领域中应用广泛的基本机构——双曲柄机构、曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构等的连杆点轨迹作仿真,该方法编程工作量小、轨迹图形显示便捷,所建模型只需作少量更改即可适应四杆机构的不同特征值,并可推广至多杆机构情况。
建立四杆机构的优化设计模型,用 MATLAB 优化工具箱实现四杆机构的优化设计及仿真,得到的优化结果有足够的精度,能满足设计需求,同时表明MATLAB 优化工具箱在四杆机构优化设计及其相关问题中具有较好的应用前景。
2(本人对课题提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析由于连杆机构的性能受机构上繁多的几何参数的影响,呈复杂的非线性关系,无论从性能分析上还是性能综合上都是一个比较困难的工作。
基于matlab的平面四连杆机构设计以及该机构的运动分析参考模板
基于matlab的平面四连杆机构设计以及该机构的运动仿真分析摘要四连杆机构因其结构方便灵活,能够传递动力并实现多种运动形式而被广泛应用于各个领域,因此对其进行运动分析具有重要的意义。
传统的分析方法主要应用几何综合法和解析综合法,几何综合法简单直观,但是精确度较低;解析法精确度较高,但是计算工作量大。
随着计算机辅助数值解法的发展,特别是MATLAB软件的引入,解析法已经得到了广泛的应用。
对于四连杆的运动分析，若应用MATLAB 则需要大量的编程，因此我们引入proe软件，我们不仅可以在此软件中建立实物图，而且还可以对其进行运动仿真并对其运动分析。
在设计四连杆时，我们利用解析综合法建立数学模型，再根据数学模型在MATLAB中编程可以求得其他杆件的长度。
针对范例中所求得的各连杆的长度，我们在proe软件中画出其三维图（如图4）并在proe软件中进行仿真分析得出CB,的角加速度的变化，从而得到CB,两接触处所受到的力是成周期性变化的，可以看出CB,两点处的疲劳断裂，我们提B,两点处极易疲劳断裂，针对C出了在设计四连杆中的一些建议。
关键字：解析法 MATLAB 软件 proe 软件 运动仿真建立用解析法设计平面四杆机构模型对于问题中所给出的连架杆AB 的三个位置与连架杆CD 的三个位置相对应，即三组对应位置为：332211,,,,,ψϕψϕψϕ，其中他们对应的值分别为： 52,45,82,90,112,135，为了便于写代数式，可作出AB 与CD 对应的关系，其图如下：图—2 AB 与CD 三个位置对应的关系通过上图我们可以通过建立平面直角坐标系并利用解析法来求解，其直角坐标系图如下：φααi θi φi图—3 平面机构直角坐标系通过建立直角坐标系OXY ，如上图所示，其中0α与0φ为AB 杆与CD 杆的初始角，各杆件的长度分别用矢量d c b a ,,,,表示，将各矢量分别在X 轴与Y 轴上投影的方程为⎩⎨⎧=++=+)sin(*)sin(*)sin(*)cos(*)cos(*)cos(*φθαφθαc b a c d b a在上述的方程中我们可以消除θ，从而可以得到α与φ之间的关系如下：)cos(2)cos(2)cos(2)(2222αφαφab ac cd b d c a +-=+-++ (1) 为便于化简以及matlab 编程我们可以令：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧==-++=c d H a d H ac b d c a H 32222212 (2) 通过将（2）式代入（1）式中则可以化简得到如下等式： )cos()cos()cos(321αφαφH H H +-=+ （3）我们可以通过（3）式将两连架杆对应的位置带入（3）式中，我们可以得到如下方程：⎪⎩⎪⎨⎧+-=++-=++-=+)cos()cos()cos()cos()cos()cos()cos()cos()cos(333332123222211311121ϕψϕψϕψϕψϕψϕψH H H H H H H H H （4） 联立（4）方程组我们可以求得321,,H H H ，再根据（2）中的条件以及所给定的机架d 的长度，我们可以求出其它杆件的长度为：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-++===1222322acH d c a b H d c H d a （5）四连杆设计范例：在日常生活中，我们经常看到消防门总能自动关上，其实它是利用四连杆机构与弹簧组成的。
基于MATLAB_fsolve函数的四连杆机构运动轨迹仿真
ypr3!3r4r2!4!2r1x图1基于MATLAB/fsolve 函数的四连杆机构运动轨迹仿真胡晓珍1，陈忠维2（1.浙江海洋学院，浙江舟山316000；2.公安海警高等专科学校机电系，浙江宁波315801）The Simulation of the Plane Four Links Mechanism Based on Fsolve Function of MATLABHU Xiao- zhen1，C HEN Zhon g- wei2（1.Zhejiang Ocean University，Zhoushan 316000，C hina；2.Public Security Marine Police Academy, Ningbo 315801, C hina）Abstract：The simulation of the plane four links mechanism on kinematics is carried on using fsolve function of MA TLAB, then the moving trail is gaved correspondingly. This means simulate the actual calculation process, and it has been proved that the means is easy to use and study, also have certain application value in the analysis of mechanism.Key words：the plane four links mechanism; simulation; MATLAB1 引言四连杆机构是工程上广泛应用的传动机构，常用的设计方法有解析法和图解法［1］。
实际工程中大多采用简单、直观的作图法进行设计，但作图法精度较低，同时当尺寸、参数变化时就得从头再作图，也无法对设计机构进行运动性能分析；而解析法需要大量的数据计算，计算过程繁琐且不直观。
基于MATLAB的平面连杆机构运动分析及动画毕业论文
基于MATLAB的平面连杆机构运动分析及动画摘要建立了平面机构运动分析的数学模型，利用MATLAB进行了编程并设计了计算交互界面进而求解，为解析法的复杂计算提供了便利的方法，此方法也同样适用于复杂平面机构的运动分析，并为以后机构运动分析的通用软件的设计提供了基础。
建立了平面四杆机构运动分析的数学模型，以MATLAB 程序设计语言为平台，将参数化设计与交互式相结合，设计了平面四杆机构仿真软件，该软件具有方便用户的良好界面，并给出界面设计程序，从而使机构分析更加方便、快捷、直观和形象。
设计者只需输入参数就可得到仿真结果，再将运行结果与设计要求相比较，对怎样修改设计做出决策，它为四杆机构设计提供了一种实用的软件与方法。
以一种平面六连杆为例建立了平面多连杆机构的运动分析数学模型，应用MATLAB 软件进行了优化设计和仿真分析，为机构优化设计提供了一种高效、直观的仿真手段，提高了对平面多连杆机构的分析设计能力。
同时，也为其他机构的仿真设计提供了借鉴。
关键词：解析法，平面连杆机构，MATLAB，运动分析，运动仿真Based on the MATLAB Planar Linkage Mechanism MotionAnalysis and AnimationABSTRACTThis article established the kinematical mathematic model of the planar mechanism ,which is programmed and solved with designing the mutual interface of the calculation by MATLAB.This convenient method is provided for the complicated calculation of the analysis and also applicable to the kinematical analysis of the complex planar mechanism.A mathematical model of motion analysis was established in planar four- linkage ,and emulational software was developed. The software adopted MATLAB as a design language. It combined parametric design with interactive design and had good interfacefor user. Thus,it was faster and more convenient to analyse linkage. The emulational result was obtained as soon as input parameters was imported and the devisers can make decision-making of modification by the comparing emulational result with design demand. It provides an applied software and method for linkage.This paper took a planar six-linkage mechanism as a example to set up the mathematics model of planar multi-linkage mechanisms, and made the optimization design and simulation by the MATLAB software. It gave a efficiently and directly method to optimization design of mechanisms, and improved the ability of analyzing and designing the planar multi-linkage mechanisms. At the same time, it also provides a use for reference to the design and simulation for other mechanisms.KEY WORDS: analysis, planar linkage mechanisms, MATLAB, kinematical analysis, kinematical simulation目录1.1 平面连杆机构的研究意义 (1)1.2 平面连杆机构的研究现状 (1)1.3 MATLAB软件介绍 (2)1.3.1 MATLAB简介 (2)1.3.2 MATLAB软件的特点 (4)1.3.3 用MATLAB处理工程问题优缺点 (5)第2章平面机构运动分析的复数矢量解 (6)第3章平面四杆机构运动分析 (8)3.1 铰链四杆机构曲柄存在条件 (8)3.2 平面四杆机构的位移分析 (9)3.3 平面四杆机构的速度分析 (14)3.4 平面四杆机构的加速度分析 (15)第4章基于MATLAB的平面四杆机构运动分析 (17)4.1 基于MATLAB的平面四杆机构运动参数输入界面 (17)4.2 基于MATLAB的平面四杆机构运动参数计算 (21)4.3 基于MATLAB的平面四杆机构运动分析界面 (24)4.4 基于MATLAB的平面四杆机构运动仿真 (26)4.5 基于MATLAB的平面四杆机构运动参数清空及退出 (30)第5章平面六杆机构运动分析 (32)5.1 构建平面六杆机构数学模型 (32)5.2 平面六杆机构的运动分析 (33)5.2.1 曲柄导杆机构的运动分析 (33)5.2.2 摆动滑块机构的运动分析 (36)第6章基于MATLAB的平面六杆机构运动分析 (39)6.1 基于MATLAB的平面六杆机构运动参数输入界面 (39)6.2 基于MATLAB的平面六杆机构运动参数计算 (45)6.3 基于MATLAB的平面六杆机构运动分析界面 (49)6.4 基于MATLAB的平面六杆机构运动仿真 (52)6.5 基于MATLAB的平面六杆机构运动参数清空及退出 (56)结论 (57)参考文献 (59)第1章前言1.1 平面连杆机构的研究意义机构运动分析是不考虑引起机构运动的外力的影响，而仅从几何角度出发，根据已知的原动件的运动规律（通常假设为匀速运动），确定机构其它构件上各点的位移、速度、加速度，或构件的角位移、角速度、角加速度等运动参数。
基于MATLAB的连杆机构运动综合
基于MATLAB的连杆机构运动综合
郭仁生
【期刊名称】《现代机械》
【年(卷),期】2006(000)001
【摘要】针对连杆机构的运动设计解析综合法的复杂性和困难性,叙述了在建立机构运动几何方程的基础上,运用MATLAB中求解非线性方程组、线性方程组和优化计算等功能函数处理这类连杆机构运动综合问题,可以获得精确的计算结果和提高效率.
【总页数】2页(P31-32)
【作者】郭仁生
【作者单位】佛山职业技术学院,二分院,广东,佛山,528000
【正文语种】中文
【中图分类】TH12
【相关文献】
1.基于MATLAB空间四连杆引纬机构运动仿真 [J], 徐永康;张雷
2.基于MATLAB的自动烫金机连杆机构运动的数值分析 [J], 柴三中;仇久安;解润
3.基于MATLAB的平面连杆机构运动分析 [J], 沈孝通
4.基于MATLAB和ADAMS的四连杆机构运动仿真 [J], 任泽凯
5.基于MATLAB的小型快速压力机多连杆机构运动学分析 [J], 施涵; 吴同一; 王伟明; 周豪杰; 王钳华; 鹿新建
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
(完整版)在MATLAB环境下开发平面连杆机构运动分析系统毕业设计
在MATLAB环境下开发平面连杆机构运动分析系统摘要建立了铰链四杆机构运动分析的数学模型 ,以MATLAB程序设计语言为平台 ,将参数化设计与交互式相结合 ,设计了铰链四杆机构分析软件 ,该软件具有方便用户的良好界面 ,并给出界面设计程序 ,从而使机构分析更加方便、快捷、直观和形象.设计者只需输入参数就可得到分析结果 ,再将运行结果与设计要求相比较 ,对怎样修改设计做出决策.它为四杆机构设计提供了一种实用的软件与方法.关键词：平面四杆机构，MATLAB软件，运动分析，分析THE DEVELOPMENT OF SYSTEM FOR ANALYSIS OF MOTION IN PLANE FOUR BAR MECHANISM BASED ONMATLAB SOFTWAREAbstractA mathematical model of motion analysis was established in planefour - linkage , and analytical software was developed. The software adopted Matlab as a design language. It combined parametric design with interactive design and as input parameters was imported and the devisers can make decision - making of modification by the comparing analytical result with design demand. It provides an applied software and method for linkage.Key words:Plane Four Bar Mechanism, MATLAB, Analysis of Motion, Analyze目录1 绪论 (1)2 平面连杆机构的设计分析 (4)2.1平面四连杆机构的运动分析 (4)2.2 机构的数学模型的建立 (4)2.2.1 建立机构的闭环矢量位臵方程 (5)2.2.2 求解方法 (7)3 基于MATLAB程序设计 (8)3.1 程序流程 (8)3.2M文件编写 (8)3.3程序运行结果输出 (12)4 基于MATLAB图形界面设计 (23)4.1界面设计 (23)4.2代码设计 (24)5 结论.......................................................................................... 错误！未定义书签。
基于matlab软件的机电悬挂连杆机构的运动学分析
摘 要：机电悬挂是一种新型车辆用悬挂，能够实现主动控制和半主动控制。装有机电悬挂的车辆在行驶时，负重轮的上
下摆动会经过连杆机构传递至机电执行器。针对机电悬挂中连杆机构进行运动学分析，得出连杆系的运动学特性，为连杆
机构的设计和机电悬挂的力学特性分析提供了依据。
关键词：机电悬挂；连杆机构；运动学分析；杠杆比；MATLAB
1 建立数学模型
段OA 的长度为r1，线段OB的长度为r忆，线段BC的长度为l，
该机电悬挂实物图如图1所示，其结构简图如图2所 线段O忆C的长度为r2。
网址： 电邮：hrbengineer@ 圆园20 年第 2 期
103
机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
（a-r2sin兹忆-r忆sin兹）2+(b-r2cos兹忆+r忆cos兹)2 =l2 。 （1） 上式即为平衡肘摆角和摇臂摆角之间的关系式。
L 2=
b-r2cos兹忆+r忆cos兹·b-a-r忆cos兹- r忆(b-r2cos兹忆+r忆cos兹)sin兹
a-r2sin兹忆-r忆sin兹
a-r2sin兹忆-r忆sin兹
图2 机电悬挂结构简图 1.平衡肘 2.连杆 3.摇臂 4.机电执行器
F
4
图3 连杆机构运动学分析图
给出了摇臂摆角、角速度与平衡肘摆角之间的关系曲线 动，带动平衡肘上下摆动，通过连杆驱动摇臂摆动。假定
图，同时给出了任意时刻四连杆机构的杠杆比曲线。
平衡肘与竖直线的夹角为兹，摇臂与竖直线的夹角为兹忆，线
/
姨( b-r2cos兹忆+r忆cos兹 )2+1 。 a-r2sin兹忆-r忆sin兹
i=L 1/L 2=
基于MATLAB的连杆机构设计
真 ， 实 现 了运 动曲线 的可 视化 。 并
般地 ， 连杆 机构 的设 计方 法 主要 有 作 图法 、 实
２ 设 计 方 法
按 给定 两连 架杆 对 应 转 角设 计 机 构 ， 是 以机 就
验法 和解析 法等 。作 图法 直观 、 晰 、 清 简单 易行 ， 但误 差 比较大 ， 误差 不能 事先 计算 和控 制 ； 验法 虽 然 且 实 比较 直接 ， 但实验 步骤烦琐 ； 析法 虽然精 确 ， 解 但很 难
各尺寸参数 （ 孙恒等 ， ０ ） ２ ６ 。现以铰链 四杆机构为 ０
例， 分析 基 ＭＡ Ｌ Ｂ的设 计 方法 。 ＴＡ 图１ 所示 为 铰链 四杆 机构 。 已知机 构 的主动 件 Ａ Ｂ和与从动件 Ｃ Ｄ之间的位置对应关系：
１ 引 言
在平 面连 杆机 构 中 ， 连杆 上 各 点 的 运动 轨 迹 都
是不 同形 状 的 曲线 。 由于 曲线形 状 随着连 杆各构 件 相对 长 度 的改 变 而改 变 ， 因而可 利用 连杆 曲线 ， 究 研
色的 图形处 理功 能 ， 程序 语 言简单 ， 需简单 编 程 且 只
收 稿 日期 ：０ ｔ０ —８； 回 日期 ：０ １０ －０ ２ １ －９１ 修 ２ １ －９３ 作 者 简 介 ：陈 婀 娜 （９ ２） 女 ， 科 生 。研 究 方 向 ： 械 制 造 及 自动 化 。 １７ 一 ， 本 机
Ｅ— ｉ：ｕ ｏ ｇ ０ ５＠ １ ３ ｃ ｒ ｍａｌｓ ｋ ｎ２ ０ ６ ．ｏ ｎ
ｔ ａ ｅ ｔａ ｉｉｎ ｌｄｅ ｉ ． ｈ ｎ ｔ ｒ ｄ ｔ ａ ｓｇ ｈ ｏ ｎ Ｋｅ ｒ ： ｆ ｕ — ａ ｃ ａ ｓ ，ｋｉ ｍａｉａ ｙ ｔ ｅ ｉｅ，ＭＡＴＬＡＢ ｙ ｗｏ ｄｓ ｏ ｒｂ ｒｍｅ ｈ ｎｉｍ ｎｅ ｔｃ ｓ ｎ ｈ ｓｚ ｌ
基于MATLAB的平面四连杆机构运动学分析
一、课程设计容及要求：1．对连杆机构运动工作原理及运动参数有一定理解2．掌握MATLAB基本命令3．了解MATLAB编程的基本知识，并能编写简单M文件4．了解MATLAB图形界面设计的基本知识5．课程设计说明书：应阐述整个课程设计容，要突出重点和特色，图文并茂，文字通畅。
应有目录、摘要及关键词、正文、参考文献等容，字数一般不少于6000字。
二、主要参考资料有关复杂刀具参数计算及结构设计、机械制造工艺与设备的手册与图册。
三、课程设计进度安排指导教师（签名）：时间：教研室主任(签名)：时间：院长（签名）：时间：目录1平面连杆机构的运动分析 (1)1.1 机构运动分析的任务、目的和方法 (1)1.2 机构的工作原理 (1)1.3 机构的数学模型的建立 (1)1.3.1建立机构的闭环矢量位置方程 (1)1.3.2求解方法 (2)2 基于MATLAB程序设计 (4)2.1 程序流程图 (4)2.2 M文件编写 (6)2.3 程序运行结果输出 (7)3 基于MATLAB图形界面设计 (11)3.1界面设计 (11)3.2代码设计 (12)4 小结 (17)参考文献 (18)1平面连杆机构的运动分析1.1 机构运动分析的任务、目的和方法曲柄摇杆机构是平面连杆机构中最基本的由转动副组成的四杆机构，它可以用来实现转动和摆动之间运动形式的转换或传递动力。
对四杆机构进行运动分析的意义是：在机构尺寸参数已知的情况下，假定主动件（曲柄）做匀速转动，撇开力的作用，仅从运动几何关系上分析从动件（连杆、摇杆）的角位移、角速度、角加速度等运动参数的变化情况。
还可以根据机构闭环矢量方程计算从动件的位移偏差。
上述这些容，无论是设计新的机械，还是为了了解现有机械的运动性能，都是十分必要的，而且它还是研究机械运动性能和动力性能提供必要的依据。
机构运动分析的方法很多，主要有图解法和解析法。
当需要简捷直观地了解机构的某个或某几个位置的运动特性时，采用图解法比较方便，而且精度也能满足实际问题的要求。