机构的组合与创新设计概述和应用
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机构组合设计与创新
钉扣机针杆传动机构
误差补偿机构
蜗杆涡轮是2自由度系统，凸轮 机构的输出回馈到蜗杆上，也 叫反馈式组合机构
第五节 叠加式（装载式）机构组合
将一个机构安装在另一机构的某个运动 构件上的组合形式，称为叠加式机构组 合，其输出运动是若干个机构输出运动 的合成。叠加式机构组合的主要功能， 是实现特定的输出，完成复杂动作。
Байду номын сангаас 演讲完毕，谢谢
差动轮系
Ⅱ型并联（同输入，同输出）
印刷机上的吸纸机构
间歇送料机构
思考：
设计的关键？ 两个并联的机构要协调配合，或完全对 称布置
Ⅲ型并联（同输入，不同输出）
锻造机
下面的并联机构有何作用？
第四节 复合式机构组合与创新
一个具有两个或两个以上自由度的基础 机构和一个附加机构并接在一起的组合 形式称为复合式机构组合。这是一种比 较复杂的组合形式，基础机构的输入运 动除来自自身的主动件外，必有一个来 自附加机构。
分析轮系的组合方式
作业：
病床的角度调节装置的设计。 说明三爪卡盘的结构，它符合什么组合
原理？ 设计一个工作台，断续左移，移动一定
距离后由行程开关使其停止左移并连续 返回。如果左移时希望时间可以调整怎 么办？
一个生产系统要求有两个执行件，一个
输入元件，两个执行件的动作要求是： 执行件1作往复运动，有一定急回特性， 行程为500mm，执行件2在1返程时作单 向移动，行程为2mm.试设计这个机构并 指出它可能用在什么场合。
各机构之间的运动有一定影响，通常设 定一个机构为基本机构，另一子机构为 附加机构，通过附加机构叠加在基础机 构的一个活动构件上，同时附加机构的 从动件又与基础机构的另一活功构件固 接，虽输入一个独立运动，却获得输出 两个运动合成的复合运动。
机构组合创新设计方法
家用机器人设计
通过机构组合创新设计，实现家用机器人的智能化、人性化，提升家庭生活的便利性和 舒适性。
智能家居系统设计
利用机构组合创新设计，开发高效、稳定的智能家居系统，实现家庭生活的智能化和节 能化。
05
机构组合创新设计的挑战 与展望
技术挑战
技术复杂度
机构组合创新设计涉及多种技术的集成，包括机械、电子、控制 等多个领域，需要具备跨学科的知识和技能。
详细描述
美学性原则要求在机构组合创新设计中，注重机构的外观和整体视觉效果。通过对机构的结构、线条 、色彩等方面的合理设计，使机构不仅具备功能性和稳定性，还能够符合人们的审美观念。这有助于 提高产品的市场竞争力，满足消费者对美的追求。
人性化原则
总结词
机构组合创新设计应关注人性化需求，提高 产品的易用性和舒适度。
详细描述
人性化原则要求在机构组合创新设计中充分 考虑人的因素，提高产品的易用性和舒适度 。这包括优化操作界面、简化操作流程、提 供适宜的人机交互方式等，使产品更加符合 人的生理和心理需求。通过人性化的设计， 可以提高产品的用户体验，增强用户对产品 的信任和满意度。
03
机构组合创新设计的方法 与流程
降低成本
通过机构组合创新设计，可以 实现模块化设计和标准化生产 ，降低生产成本和维护成本。
促进可持续发展
机构组合创新设计能够实现资 源的优化配置和循环利用，降 低能源消耗和环境污染，促进
可持续发展。
机构组合创新的历史与发展
历史回顾
机构组合创新设计的历史可以追溯到古代的机械装置和工艺 制作。随着工业革命的兴起和现代科技的进步，机构组合创 新设计得到了广泛的应用和发展。
评估与反馈
性能测试
通过机构组合创新设计，实现家用机器人的智能化、人性化，提升家庭生活的便利性和 舒适性。
智能家居系统设计
利用机构组合创新设计，开发高效、稳定的智能家居系统，实现家庭生活的智能化和节 能化。
05
机构组合创新设计的挑战 与展望
技术挑战
技术复杂度
机构组合创新设计涉及多种技术的集成，包括机械、电子、控制 等多个领域，需要具备跨学科的知识和技能。
详细描述
美学性原则要求在机构组合创新设计中，注重机构的外观和整体视觉效果。通过对机构的结构、线条 、色彩等方面的合理设计，使机构不仅具备功能性和稳定性，还能够符合人们的审美观念。这有助于 提高产品的市场竞争力，满足消费者对美的追求。
人性化原则
总结词
机构组合创新设计应关注人性化需求，提高 产品的易用性和舒适度。
详细描述
人性化原则要求在机构组合创新设计中充分 考虑人的因素，提高产品的易用性和舒适度 。这包括优化操作界面、简化操作流程、提 供适宜的人机交互方式等，使产品更加符合 人的生理和心理需求。通过人性化的设计， 可以提高产品的用户体验，增强用户对产品 的信任和满意度。
03
机构组合创新设计的方法 与流程
降低成本
通过机构组合创新设计，可以 实现模块化设计和标准化生产 ，降低生产成本和维护成本。
促进可持续发展
机构组合创新设计能够实现资 源的优化配置和循环利用，降 低能源消耗和环境污染，促进
可持续发展。
机构组合创新的历史与发展
历史回顾
机构组合创新设计的历史可以追溯到古代的机械装置和工艺 制作。随着工业革命的兴起和现代科技的进步，机构组合创 新设计得到了广泛的应用和发展。
评估与反馈
性能测试
第五章-机构的组合与创新设计
2、分类
图5-25 并联组合示意图 a）I型并联 b）II型并联 c） III型并联
机构的组合与创新设计
I型并联：共同输出
III型并联： 共同输入 共同输出
机构的组合与创新设计
二、并联组合的基本思路
串联机构组合目的主要是改变后置机构的运动速度或运动 规律，而并联机构组合目的主要是实现运动的分解或运动的合 成，有时也可改变机构的动力性能。其基本原则如下： 1、对称并联相同的机构，可实现机构的平衡
机构的组合与创新设计
3、I型叠加机构的连接方式较为复杂，但也有规律性。
B C
附加机构
基础机构
电机
D 基础机构
A
齿轮机构为附加机构，连杆机构为基 础机构，则输出齿轮+输入连杆相连。
附加机构
123与系杆为附加机构，45与系杆为 基础机构，则附加机构的系杆与基础 构件齿轮相连。
机构的组合与创新设计
第六节 机构的封闭组合与创新设计
机构的组合与创新设计
连接级杆组 连接RPR型杆组
+
图5-15 连接RRP和RRP杆组形式
机构的组合与创新设计
3R3RⅢ级杆组连接到三个原动件和机架上，称为机器人 领域的并联机器人
杆组类型很多,把基本杆组连接到原动件和机架 上可组成新机构。把基本杆组再连接到机构的从动件 和机架上可组成复杂机构。
机构的组合与创新设计
图示压片机由三个互不连接工作的机构组成， 各机构之间的运动必须满足协调关系
机构的组合与创新设计
3）各基本机构互相连接的组合
各基本机构通过某种连接方法组合在一起，形成一个较复杂 的机械系统，这类机械是工程中应用最广泛、也是最普遍的。
基本机构的连接组合方式主要有：串联组合、并联组合、 叠加组合和封闭组合等。其中串联组合是应用最普遍的组合。
图5-25 并联组合示意图 a）I型并联 b）II型并联 c） III型并联
机构的组合与创新设计
I型并联：共同输出
III型并联： 共同输入 共同输出
机构的组合与创新设计
二、并联组合的基本思路
串联机构组合目的主要是改变后置机构的运动速度或运动 规律，而并联机构组合目的主要是实现运动的分解或运动的合 成，有时也可改变机构的动力性能。其基本原则如下： 1、对称并联相同的机构，可实现机构的平衡
机构的组合与创新设计
3、I型叠加机构的连接方式较为复杂，但也有规律性。
B C
附加机构
基础机构
电机
D 基础机构
A
齿轮机构为附加机构，连杆机构为基 础机构，则输出齿轮+输入连杆相连。
附加机构
123与系杆为附加机构，45与系杆为 基础机构，则附加机构的系杆与基础 构件齿轮相连。
机构的组合与创新设计
第六节 机构的封闭组合与创新设计
机构的组合与创新设计
连接级杆组 连接RPR型杆组
+
图5-15 连接RRP和RRP杆组形式
机构的组合与创新设计
3R3RⅢ级杆组连接到三个原动件和机架上，称为机器人 领域的并联机器人
杆组类型很多,把基本杆组连接到原动件和机架 上可组成新机构。把基本杆组再连接到机构的从动件 和机架上可组成复杂机构。
机构的组合与创新设计
图示压片机由三个互不连接工作的机构组成， 各机构之间的运动必须满足协调关系
机构的组合与创新设计
3）各基本机构互相连接的组合
各基本机构通过某种连接方法组合在一起，形成一个较复杂 的机械系统，这类机械是工程中应用最广泛、也是最普遍的。
基本机构的连接组合方式主要有：串联组合、并联组合、 叠加组合和封闭组合等。其中串联组合是应用最普遍的组合。
机构组合创新设计实验
通过4个螺孔与齿条连接，使 齿轮与齿条在同一平面上啮合。
9 齿轮 10 凸轮 11 槽轮 12 拨盘
模数m=2¸z=28，35，42， 56的各3个
基圆半径20mm，升回型， 行程30mm
4槽
双销，销回转半径 49.5mm
五、主要零部件的拼接
1．固定支座销轴与机座拼接 如图2所示，将表中的固定支座销轴1插于在机架滑块 的圆孔中，套上垫片固紧螺母即完成安装 。销轴装于 机架滑块的圆孔中的长度稍大于滑块的宽度。图2a) 中 的销轴无键槽其上套有垫片，螺母通过垫片压紧立柱上 的滑块，所以销轴与立柱滑块间无相对运动，构成机架 上的固定销轴。 图2b) 中的销轴有键槽，螺母在销轴上旋紧后与立柱 上的滑块间有一定间隙，所以销轴与立柱滑块间可有相 对运动，构成机架上的活动销轴。在轴上键槽处装上键 并套上带轮，由电机的带轮带动即构成主动销轴。
六、实验内容与步骤
4）按照运动传递的顺序，从原动机开始依次 连接各基本组； 5）仔细检查，确认搭接无误、连接牢靠后方 可通电运转； 6）仔细观察机构的运动，判断是否满足工艺 要求并作出相应改进； 7）根据要求写出实验报告。
实验操作视频
七、实验报告
1．对机构的工艺要求；画出拼接机构的运动 链结构图，计算机构的自由度； 2．按比例绘制搭接机构的运动简图，标注出 机构的运动简图的尺寸参数； 3．说明该机构是否满足给定的工艺要求； 4．分析该机构的优缺点，如何改进？有否代 替机构？ 5．制作搭接机构的照片。
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午12时50分50秒下午12时50分12:50:5020.11.1
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.11.120.11.112:5012:50: 5012:50:50Nov -20
9 齿轮 10 凸轮 11 槽轮 12 拨盘
模数m=2¸z=28，35，42， 56的各3个
基圆半径20mm，升回型， 行程30mm
4槽
双销，销回转半径 49.5mm
五、主要零部件的拼接
1．固定支座销轴与机座拼接 如图2所示，将表中的固定支座销轴1插于在机架滑块 的圆孔中，套上垫片固紧螺母即完成安装 。销轴装于 机架滑块的圆孔中的长度稍大于滑块的宽度。图2a) 中 的销轴无键槽其上套有垫片，螺母通过垫片压紧立柱上 的滑块，所以销轴与立柱滑块间无相对运动，构成机架 上的固定销轴。 图2b) 中的销轴有键槽，螺母在销轴上旋紧后与立柱 上的滑块间有一定间隙，所以销轴与立柱滑块间可有相 对运动，构成机架上的活动销轴。在轴上键槽处装上键 并套上带轮，由电机的带轮带动即构成主动销轴。
六、实验内容与步骤
4）按照运动传递的顺序，从原动机开始依次 连接各基本组； 5）仔细检查，确认搭接无误、连接牢靠后方 可通电运转； 6）仔细观察机构的运动，判断是否满足工艺 要求并作出相应改进； 7）根据要求写出实验报告。
实验操作视频
七、实验报告
1．对机构的工艺要求；画出拼接机构的运动 链结构图，计算机构的自由度； 2．按比例绘制搭接机构的运动简图，标注出 机构的运动简图的尺寸参数； 3．说明该机构是否满足给定的工艺要求； 4．分析该机构的优缺点，如何改进？有否代 替机构？ 5．制作搭接机构的照片。
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。下 午12时50分50秒下午12时50分12:50:5020.11.1
一马当先，全员举绩，梅开二度，业 绩保底 。20.11.120.11.112:5012:50: 5012:50:50Nov -20
机构组合创新设计方法及其实例PPT(16张)
•
8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。
•
9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。
•
10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。
•
11、人生就像是一个马尔可夫链，你的未来取决于你当下正在做的事，而无关于过去做完的事。
4、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。
•
5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。
•
6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。
•
7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。
•
18、无论是对事还是对人，我们只需要做好自己的本分，不与过多人建立亲密的关系，也不要因为关系亲密便掏心掏肺，切莫交浅言深，应适可而止。
•
19、大家常说一句话，认真你就输了，可是不认真的话，这辈子你就废了，自己的人生都不认真面对的话，那谁要认真对待你。
•
20、没有收拾残局的能力，就别放纵善变的情绪。
二、机构并联组合方法
I型并联
II型并联
较小的汽缸推力可产生很大的工作压力
III型并联
三、机构复合组合方法
能实现滑块3复杂的运动规律
四、机构叠加组合方法
将一个机构安装在另一个机构的某个运动构件上； 机构输出运动是各机构输出运动的合成。
五、机构反馈组合方法
从主机构的运动过程中提取出信息，实时地输入到 主机构中去，使其运动情况产生适当的变化。
机构的串联组合与创新设计
与创新设计前一个机构的输出构件与后一个机构的输入构件刚性连接在一起，称为串联组合。
基本概念1前一个机构称为前置机构，后一个机构称为后置机构。
组成2前置机构和后置机构都是单自由度机构。
特征3根据参与组合的前、后机构连接点的不同，可分为两种串联组合方法。
分类4连接点选在作简单运动的构件(一般为连架杆)上称为Ⅰ型串联；机构的串联组合框图前置机构后置机构I型串联分类4连接点选在作复杂平面运动的构件上，称为Ⅱ型串联。
机构的串联组合框图前置机构后置机构II型串联设计要点是二机构连接点的选择Ⅰ型串联机构组合示例55组合示例Ⅱ型串联机构1实现后置机构的速度变换实现后置机构速度变换的串联组合示例1实现后置机构的速度变换实现后置机构速度变换的串联组合示例实现后置机构的速度变换1什么机构适合做实现速度变换的前置机构?链传动机构带传动机构齿轮机构实现后置机构的运动变换2改变后置机构运动规律的串联组合示例铰链机构与滑块机构的串联2实现后置机构的运动变换导杆机构与滑块机构的串联改变后置机构运动规律的串联组合示例3在满足运动要求的前提下，运动链尽量短降低系统的机械效率， 运动链过长增大传动误差按组合框图由左向右进行，即先分析运动已知的基本机构，再分析与其串联的下一个基本机构。
分析顺序按框图由右向左进行，即先根据工作对输出构件的运动要求设计后一个基本机构，然后再设计前一个基本机构。
设计顺序谢谢观看。
机构的组合创新概述
基本机构主要是指机械中最常用的、最简单的一些 机构，如四连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间歇 运动机构等。利用这些基本机构的良好性能，改善 它们的不良特性，运用机构组合原理构造出既满足 工作要求，又具有良好运动和动力性能的机构。
常用的机构组合方法如下。 1、利用机构的组成原理，不断连接各类杆组 2、按照串联规则组合基本机构 3、按照并联规则组合基本机构 4、按照叠加规则组合基本机构 5、按照封闭规则组合基本机构 6、上述方法的混合连接， 可得到复杂的机构系统。
串联式机构组合是指若干个单自由度的基本机构顺 序联接，以前一个机构的输出构件作为后一个机构 的输入构件的机构组合方式。
2.串联式机构组合的主要功能分析
(1)Ⅰ型串联式组合
1)前置子机构为连杆机构 连杆机构的输出构件一 般是连架杆，它能实现往复摆动、往复移动及变速 转动输出，可具有急回特性。常采用的后置子机构 有：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、槽轮机构、 棘轮机构。
例 图示的缝纫机梭心摆动机构，
前置子机构为铰链四杆机构，后置
子机构为导杆机构，其中导杆OBC
与摇杆OBB联为一体。当主动曲柄
OAA回转时，从动摇杆OBB作往复摆 动，其最大摆角为3，该摆角满足
不了缝纫机梭心摆动的摆角要求，
为此，通过串联一导杆机构，则摇
杆OCC的摆角5可达200°左右，增
大了输出摆角，即可满足缝纫机梭
D
E
D
E
H
F
F
H
+
B
C=
C B
A
K
G
A
G
K
3R2RP杆组连接到一个原动件和机架上
+
A
E D G
C B
F
常用的机构组合方法如下。 1、利用机构的组成原理，不断连接各类杆组 2、按照串联规则组合基本机构 3、按照并联规则组合基本机构 4、按照叠加规则组合基本机构 5、按照封闭规则组合基本机构 6、上述方法的混合连接， 可得到复杂的机构系统。
串联式机构组合是指若干个单自由度的基本机构顺 序联接，以前一个机构的输出构件作为后一个机构 的输入构件的机构组合方式。
2.串联式机构组合的主要功能分析
(1)Ⅰ型串联式组合
1)前置子机构为连杆机构 连杆机构的输出构件一 般是连架杆，它能实现往复摆动、往复移动及变速 转动输出，可具有急回特性。常采用的后置子机构 有：连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、槽轮机构、 棘轮机构。
例 图示的缝纫机梭心摆动机构，
前置子机构为铰链四杆机构，后置
子机构为导杆机构，其中导杆OBC
与摇杆OBB联为一体。当主动曲柄
OAA回转时，从动摇杆OBB作往复摆 动，其最大摆角为3，该摆角满足
不了缝纫机梭心摆动的摆角要求，
为此，通过串联一导杆机构，则摇
杆OCC的摆角5可达200°左右，增
大了输出摆角，即可满足缝纫机梭
D
E
D
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H
F
F
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+
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C=
C B
A
K
G
A
G
K
3R2RP杆组连接到一个原动件和机架上
+
A
E D G
C B
F
按机构组成原理进行创新设计实例
实现长时间停歇：
a：用圆弧段轨迹实现长时间停歇，曲柄摇杆机构EFGH ； c：用极限位置实现长时间停歇，双摇杆机构EDBA 。
b：用直线段轨迹实现长时间停歇，曲柄摇杆机构EFGH ；
拉深运动压边运动要求压边开始时压边滑块处于极限位置自锁位置滑块运行速度接近零以减少接触时的冲击力并由于处于自锁位置压边力不会自行松开
例：机构串联组合的创新设计
1、设计要求（功能要求） 将毛坯（板料）拉探成杯状零件的机 械装置，生产率为50—60个／min。
2、功能原理设计
3、运动规律设计 将工艺动作分解成： 拉深运动 压边运动
压边运动：压边机构
（1）拉深机构：钢锭热锯机
（2）压边机构
应具备以下功能：
1) 增压功能，使用较小主动力就能产生较大的压紧力；
2) 自锁功能及位于极限位置；
3) 长时间停歇功能； 4) 转动(曲柄)变成移动(滑块)功能（动力源）。
构思：
摇杆滑块机构ABC：
增压、自锁和处于极限位置
长时间停歇； 转动变移动。
1)滑块运行速度接近“零”，以减少接触时的冲
击力，并由于处于自锁位置，压边力不会自行松开；
2) 要求拉深滑块的拉延工作段的速度近似等速，以
满足拉延工艺要求。
根据工艺动作安排，制定运动循环图如下：
运动循环图的修正
4、机构选型：型式综合 拉深运动：拉深机构 连杆机构
机构的叠加组合与创新设计
与创新设计机构叠加组合是指在一个机构的可动构件上再安装一个以上的机构的组合方式。
基本概念1把支承其他机构的机构称为基础机构，安装在基础机构可动构件上的机构称为附加机构。
2分类Ⅰ型叠加组合 Ⅱ型叠加组合机构的叠加组合框图分类2I型叠加机构 此组合中，驱动力作用在附加机构上(或者说主动机构为附加机构/或由附加机构输入运动)。
附加机构在驱动基础机构运动的同时，也可以有自己的运动输出。
2分类附加机构和基础机构分别有各自的动力源(或有各自的运动输入构件)，最后由附加机构输出运动。
II型叠加机构组合示例3行星轮系机构蜗杆传动机构I型叠加机构轮系系杆上叠加蜗杆机构该机构可设计出理想的电风扇，扇叶转数可通过电动机调速调整。
附加机构的机架(基础机构的系杆)转动速度为14231n z z z z n H调整齿轮的齿数可改变附加机构机架的转数。
组合示例3常用电风扇的机构简图Ⅰ型叠加组合连杆机构齿轮机构组合示例3双重轮系机构组合示例3户外摄影车机构II型叠加组合ABCDCDEF AD 缸2缸1组合示例3机构的叠加组合方法机械手机构II型叠加组合组合示例3主要功能是实现特定的输出，完成复杂的工艺动作。
驱动在附加机构上，各机构之间的运动有一定的影响。
I型叠加组合有各自的驱动，各机构的运动关系是相互独立的，常见于各种机械手。
II型叠加组合组成3套液压摆缸机构:1-2-3-4、4-5-6-7、7-8-9-10液压挖掘机机构关系连接位置分别为4和7输入运动3套液压缸工作机构叠加组合的概念明确，思路清晰。
确定附加机构与基础机构之间的运动传递，或者附加机构的动力源安装位置。
输出构件与基础机构的哪一个构件连接。
叠加创新实例实现天线空间全方位转动任务需求单自由度的平面机构难以实现分析用叠加组合构思附加机构绕水平轴旋转，基础机构绕垂直轴旋转具体叠加创新实例全方位空间转动的天线可实现复杂的运动要求机构的传力功能较好叠加组合优缺点可减少传动功率但设计构思难度较大谢谢观看。
第四章 机构组合原理与创新
第三节 复合式机构组合与创新
一、复合式机构组合原理
A）构件并接式 A B B）机构回接式 A B
A——基础机构，一般为F=2的机构 基础机构，一般为 基础机构 的机构 B——附加机构，为各种基本机构 附加机构， 附加机构
二、复合式机构组合主要功能分析
五杆机构（基础机构）
A）构件并接复合式
附加机构
B）机构回接复合式
蜗杆机构F=2（基础机构）
A B
凸轮机构（附加机构）
如：工业缝纫机挑线机构
•1`2`3`4`5`五杆机构
——基础机构F=2
•12齿轮机构
——附加机构
第四节 叠加式机构组合与创新
一、叠加式机构组合的原理
B A C B A
组合的主要功能： 组合的主要功能：实现特定的输出，完成复杂的工艺动作。 按子机构间的运动关系分： 按子机构间的运动关系分： •运动独立式 •运动相关式 设计的主要问题： 设计的主要问题： 根据所要求的运动和动作—— •如何选择各个子机构的类型 •如何解决输入运动的控制
• 运动独立式（或叠合式，运载式） 运动独立式（或叠合式，运载式）
例1： ： 例2： ：
• 运动相关式
例3：叠联式 ： 例：运动相关式
作业
1、机构的组合方式有几种？它们的结构形式如何？（用运 、机构的组合方式有几种？它们的结构形式如何？（用运 ？（ 动传递框图表示），各子机构有何特点？ ），各子机构有何特点 动传递框图表示），各子机构有何特点？组合后能实现何种 主要功能？ 主要功能？ 2试举出生产或生活中 试举出生产或生活中1~2例组合机构的例子，画出其机构简 例组合机构的例子， 试举出生产或生活中 例组合机构的例子 图和运动传递框图，并简要分析其功能特点。 图和运动传递框图，并简要分析其功能特点。
机构的组合与创新设计方案
机构的组合与创新设计方案机构的组合与创新设计方案一、引言当今社会，各行各业都在不断变革与创新，组织机构也不例外。
传统的组织机构已经不能满足现代企业的发展需求，需要通过组合和创新来提升整体效能。
本文将就机构的组合与创新设计方案展开探讨。
二、机构的组合机构的组合是指将不同的部门、团队或组织结构进行合理的组合，形成一个协同工作的整体。
通过机构的组合，可以提高工作效率，优化资源配置，实现更好的协作与协调。
1. 组织结构的优化传统的组织结构通常是以部门为基础，各个部门相对独立，沟通成本高、反应迟缓。
而现代企业可以尝试将各个部门进行横向合作，形成跨部门团队，实现信息与资源的共享，提高反应速度与决策效率。
2. 形成项目团队在特定的项目中，可以通过组建一个专门的项目团队来解决问题或实施某项工作。
项目团队由不同部门的成员组成，集结了各方面的专业知识和技能，可以更好地应对复杂的工作内容和多变的需求。
3. 实践多元化的领导和管理模式传统的组织机构通常采用的是垂直式的领导和管理模式，一个领导负责一个团队。
而现代企业可以尝试引入多元化的领导和管理模式，采用分散式领导和管理，将决策权下放到更低的层级，提高组织的灵活性和适应性。
三、机构的创新设计方案机构的创新设计方案是指通过创新的机构设计，打破传统束缚，提高组织的创造力和创新能力。
以下是几个机构的创新设计方案的案例：1. 拆分与整合通过拆分一些原有的大部门，将其细化为更小的团队，提高工作效率和协作能力。
同时，通过整合一些类似的小团队，形成更大的团队，提高规模效应和创新能力。
2. 引入弹性组织弹性组织是一种以项目为中心的组织形式，强调员工的自我管理和自我组织能力。
员工可以根据项目需求自由组建团队，进行项目实施，增强员工的主动性和创造力。
3. 探索平台式组织平台式组织强调的是共享和开放，通过建立一个共同平台，将内外部资源集成，激发创新活力。
员工可以在平台上进行自主创业和项目合作，实现资源共享和优势互补。
机构组合创新设计方法
机构组合创新设计 方法与实例
1) 机构串联组合方法 2) 机构并联组合方法 3) 机构复合组合方法 4) 机构叠加组合方法 5) 机构反馈组合方法
机构组合创新设计方法
一、机构串联组合方法
1、目的
改善原有机构的运动特性; 使组合机构具有各基本机构的特性。
机构组合创新设计方法
主动件曲柄旋转一周时， 滑块往复运动两次。
能实现滑块3复机杂构的组合运创新动设规计方律法
四、机构叠加组合方法
将一个机构安装在另一个机构的某个运动构件上； 机构输出运动是各机构输出运动的合成。
机构组合创新设计方法
五、机构反馈组合方法
从主机构的运动过程中提取出信息，实时地输入到 主机构中去，使其运动情况产生适当的变化。
机构组合创新设计方法
机构组合创新设计方法
使组合机构具有各基本机构的特性。
机构组合创新设计方法
二、机构并联组合方法
机构组合创新设计方法
I型并联
机构组合创新设计方法
II型并联
较小的汽缸推力可产生很大的工作机构压组力合创新设计方法
机构组合创新设计方法
III型并联
机构组合创新设计方法
三、机构复合组合方法
机构组合创新设计方法
机构组合创新设计方法
谢 谢！
Thank you
机构组合创新you again
机构组合创新设计方法
1) 机构串联组合方法 2) 机构并联组合方法 3) 机构复合组合方法 4) 机构叠加组合方法 5) 机构反馈组合方法
机构组合创新设计方法
一、机构串联组合方法
1、目的
改善原有机构的运动特性; 使组合机构具有各基本机构的特性。
机构组合创新设计方法
主动件曲柄旋转一周时， 滑块往复运动两次。
能实现滑块3复机杂构的组合运创新动设规计方律法
四、机构叠加组合方法
将一个机构安装在另一个机构的某个运动构件上； 机构输出运动是各机构输出运动的合成。
机构组合创新设计方法
五、机构反馈组合方法
从主机构的运动过程中提取出信息，实时地输入到 主机构中去，使其运动情况产生适当的变化。
机构组合创新设计方法
机构组合创新设计方法
使组合机构具有各基本机构的特性。
机构组合创新设计方法
二、机构并联组合方法
机构组合创新设计方法
I型并联
机构组合创新设计方法
II型并联
较小的汽缸推力可产生很大的工作机构压组力合创新设计方法
机构组合创新设计方法
III型并联
机构组合创新设计方法
三、机构复合组合方法
机构组合创新设计方法
机构组合创新设计方法
谢 谢！
Thank you
机构组合创新you again
机构组合创新设计方法
第三章 机构组合与创新设
第三章 机构组合与创新设计
基本机构及其运动特性 基本机构及其组合的概念 机构组成原理与机构创新设计 机构的串联组合与创新设计 机构的并联组合与创新设计 机构的叠加组合与创新设计 机构的封闭组合与创新设计 其它类型的机构组合与创新设计
§3-1 基本机构及其运动特性
一、基本机构的概念
本章把连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间 歇运动机构等结构最简单且不能再进行分割的闭
第十二章 机构组合与创新设计
简单机械的示意图
第十二章 机构组合与创新设计
复杂的机械装置
第十二章 机构组合与创新设计
常用的机构组合方法如下:
1. 利用机构的组成原理，不断连接各类杆组，可得到复杂的
机构系统。
2. 按照串联规则组合基本机构，可得到复杂的机构系统。 3. 按照并联规则组合基本机构，可得到复杂的机构系统。 4. 按照叠加规则组合基本机构，可得到复杂的机构系统。 5. 按照封闭规则组合基本机构，可得到复杂的机构系统。
1.基本概念
前一个机构的输出构件与后一个机构 的输入构件刚性连接在一起，称之为串联 组合。 前一个机构称为前置机构，后一个机 构称为后置机构。其特征是前置机构和后 置机构都是单自由度机构。
第十二章 机构组合与创新设计
2.分类
机构1 前置机构
机构2 后置机构 (a) I型串联
机构1
前置机构
机构2
后置机构 ( b) II型串联
第十二章 机构组合与创新设计
第五节 机构的并联组合与创新设计
一、机构的并联组合方法 二、并联组合的基本思路
第十二章 机构组合与创新设计
一、机构的并联组合方法
1. 基本概念 2. 分类
3. 组合示例
第十二章 机构组合与创新设计
基本机构及其运动特性 基本机构及其组合的概念 机构组成原理与机构创新设计 机构的串联组合与创新设计 机构的并联组合与创新设计 机构的叠加组合与创新设计 机构的封闭组合与创新设计 其它类型的机构组合与创新设计
§3-1 基本机构及其运动特性
一、基本机构的概念
本章把连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、间 歇运动机构等结构最简单且不能再进行分割的闭
第十二章 机构组合与创新设计
简单机械的示意图
第十二章 机构组合与创新设计
复杂的机械装置
第十二章 机构组合与创新设计
常用的机构组合方法如下:
1. 利用机构的组成原理，不断连接各类杆组，可得到复杂的
机构系统。
2. 按照串联规则组合基本机构，可得到复杂的机构系统。 3. 按照并联规则组合基本机构，可得到复杂的机构系统。 4. 按照叠加规则组合基本机构，可得到复杂的机构系统。 5. 按照封闭规则组合基本机构，可得到复杂的机构系统。
1.基本概念
前一个机构的输出构件与后一个机构 的输入构件刚性连接在一起，称之为串联 组合。 前一个机构称为前置机构，后一个机 构称为后置机构。其特征是前置机构和后 置机构都是单自由度机构。
第十二章 机构组合与创新设计
2.分类
机构1 前置机构
机构2 后置机构 (a) I型串联
机构1
前置机构
机构2
后置机构 ( b) II型串联
第十二章 机构组合与创新设计
第五节 机构的并联组合与创新设计
一、机构的并联组合方法 二、并联组合的基本思路
第十二章 机构组合与创新设计
一、机构的并联组合方法
1. 基本概念 2. 分类
3. 组合示例
第十二章 机构组合与创新设计
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连接在一起，保留各自的输出运动；或若干个 单自由度机构的输出构件连接在一起，保留各 自的输入运动；或输入构件连接在一起、输出 构件也连接在一起；均称为并行连接。其特征 是各基本机构均是单自由度机构。
2、并联组合分类
机构1
机构j
INPUT
OUTPUT 1) I型并联机构系统
机构1 机构j
2）II型并联机构系统
3）各基本机构互相连接的组合 各基本机构通过某种连接方法组合在一起，形 成一个较复杂的机械系统，这类机械是工程中 应用最广泛、也是最普遍的。
基本机构的连接组合方式主要有：串联组合、 并联组合、叠加组合和封闭组合等。其中串联 组合是应用最普遍的组合。
常用的机构组合方法如下。 1、利用机构的组成原理，不断连接各类杆组 2、按照串联规则组合基本机构 3、按照并联规则组合基本机构 4、按照叠加规则组合基本机构 5、按照封闭规则组合基本机构 6、上述方法的混合连接， 可得到复杂的机构系统。
D
E
D
E
H
F
F
H
+
B
C=
C B
A
K
G
A
G
K
3R2RP杆组连接到一个原动件和机架上
+
A
E D G
C B
F
=
E D G
C B
A
F
杆组类型很多,把基本杆组连接到原动件和 机架上可组成新机构。把基本杆组再连接到 机构的从动件和机架上可组成复杂机构。
第三节 机构的串联组合与创新设计
一、机构的串联组合
1、基本概念 前一个机构的输出构件与后一个机构的输
连接级杆组
RRP杆组连接到原动件和机架上
B
+
C
A
B C
A
+
D
E
= =
D B
E
A
C
RRR杆组连接到原动件和机架上
C
+B
A
C
B
=
D A
D+ E
RRR杆组连接机构的从动件 和机架上
F
CE
B
=
D
G
A
F E
B
A
F G
G C D
连接级杆组到一个原动件和机架上
D
E
F
+
C=
B
A
G
D F
B
A
E
C G
3R3R杆组连接到三个原动件(并联机构)
机构1 机构j
3）III型并联机构系统
3、并联组合实例
B C
A B
C
I型并联机构
C4 B
C3
C1 A O
C2
II型并联机构
B2
C2
C1
B1
O2
E2
E1
A1
O1
E2
E1
二、并联组合的基本思路
1、对称并联相同的机构，可实现机构的平衡。 2、实现运动的分解与合成 3、改善机构受力状态
Z1
B2
B1
A B3
R
R
R
R
R
R
P
RP
R
P P
内接副为移动副
R
P
R
P
R
R
PP R级杆Fra bibliotek分类图3R杆组(以三个内接副开始)
R R R
R R
R
3R3R
R R
R
P
3R2RP
P R
R
P
3RR2P
R P
P R P
3R3P
2RP杆组
2RP3R
R2P杆组
2RP2RP
2RPR2P
2RP3P
R2P3R
R2P2RP R2PR2P
R2P3P
输入 附加机构
基础机构
输出
1) I型叠加机构
输入
输出
附加机构
2) II型叠加机构
基础机构 输入
1) I型叠加机构
C
基础机构
D
B
附加机构
电机 A
2) II型叠加机构
FE
附加机构
C
B
基础机构
DA
二、 机构叠加组合的关键问题
1、选定附加机构与基础机构，确定附加机构 与基础机构之间的连接方法。或者附加机构的 输出构件与基础机构的哪一个构件连接。
3P杆组
3P3R
3P2RP
3PR2P
3P3P
三、机构组成原理与机构创新设计 1、机构组成原理
把基本杆组依次连接到原动件和机架上， 可以组成新机构。机构组合原理为创新设计一 系列的新机构提供了明确的途径。
2、机构组成原理与机构创新 把前述的各种II级杆组和III级杆组连接到
原动件和机构上，可以组成基本机构；再把各 种II级杆组和III级杆组连接到基本机构的从动 件上，可以组成复杂的机构系统。
入构件刚性连接在一起，称之为串联组合。前 一个机构称为前置机构，后一个机构称为后置 机构。其特征是前置机构和后置机构都是单自 由度的机构。
2、串联组合分类
机构1
机构2
前置机构 后置机构
I型串联
机构1 前置机构
机构2 后置机构
II型串联
二、机构串联组合基本思路
1、实现后置机构的速度变换 2、实现后置机构的速度变换 3、串联时运动链尽量要短（在满足要求前提下）
1、最简机构 把由2个构件和1个运动副组成的开链机构称
为最简单的机构，简称最简机构。其要素是组 成机构的最多构件为2且为开链机构。
1 1
2
2
原动机的机构简图为最简机构
2、基本机构
把含有3个构件以上、且不能再进行拆分的闭
链机构称为基本机构。其要素是闭链且不可拆
分性。
C
B
z1 o2
A
D
B
C
H
z2
o1
A
机构的组合与创新 设计概述和应用
第一节 机构组合的基本概念 第二节 机构组成原理与机构创新设计 第三节 机构串联组合与创新设计 第四节 机构并联组合与创新设计 第五节 机构叠加组合与创新设计 第六节 机构封闭组合与创新设计 第七节 其他类型的机构组合与创新设计
第一节 机构组合的基本概念
一、基本机构的概念
C
E
B
I型串联组合
A
D
F
前置机构中做简单运动的构件与后置机构的
原动件连接。
Z1
B
C
II型串联组合
Z2
A
D
前置机构中做复杂运动的构件与后置机构的 原动件连接。
组合实例：
B A
z2
B
A C
D
C
减少连杆机构的速度
D
改变滑块的运动规律
第四节 机构的并联组合与创新设 计
一、机构的并联组合
1、基本概念 若干个单自由度的基本机构的输入构件
C1
C3
Z2
D
C2
B2
B1
A B3
Z1
C1
C3
Z2
D
C2
第五节 机构的叠加组合与创新设计
一、 机构的叠加组合
1、基本概念 机构叠加组合是指在一个基本机构的可
动构件上再安装一个以上基本机构的组合方式。 把支撑其它机构的基本机构称为基础机构，安 装在基础机构可动构件上面的基本机构称为附 加机构。
2、机构的叠加组合分类
3、基本机构的应用 1） 基本机构的单独使用
基本机构可以直接应用在机械装置中， 只有一些简单机械中才包含一个基本机构，如 空气压缩机中包含一个曲柄滑块机构。
2 ）互不连接的基本机构的组合
若干个互不连接、单独工作的基本机构可 以组成复杂的机械系统。各基本机构之间进行 运动协调设计。
图示压片机由三个独立 工作的机构组成，各机 构之间的运动必须满足 协调关系
C B
o1
A
D
z2
B
C
C
A
B
串联组合 并联组合
第二节 机构组成原理与机构创新设计
一、II级杆组的类型
3n 2 pl 0 n=2，Pl=3的杆组，为II级杆组。
当内接副为转动副时，两个外接副可同时为转 动副，也可以一个为转动副，另一个为移动副， 或者两个外接副同时为移动副
II级杆组分类图
内接副为转动副
2、并联组合分类
机构1
机构j
INPUT
OUTPUT 1) I型并联机构系统
机构1 机构j
2）II型并联机构系统
3）各基本机构互相连接的组合 各基本机构通过某种连接方法组合在一起，形 成一个较复杂的机械系统，这类机械是工程中 应用最广泛、也是最普遍的。
基本机构的连接组合方式主要有：串联组合、 并联组合、叠加组合和封闭组合等。其中串联 组合是应用最普遍的组合。
常用的机构组合方法如下。 1、利用机构的组成原理，不断连接各类杆组 2、按照串联规则组合基本机构 3、按照并联规则组合基本机构 4、按照叠加规则组合基本机构 5、按照封闭规则组合基本机构 6、上述方法的混合连接， 可得到复杂的机构系统。
D
E
D
E
H
F
F
H
+
B
C=
C B
A
K
G
A
G
K
3R2RP杆组连接到一个原动件和机架上
+
A
E D G
C B
F
=
E D G
C B
A
F
杆组类型很多,把基本杆组连接到原动件和 机架上可组成新机构。把基本杆组再连接到 机构的从动件和机架上可组成复杂机构。
第三节 机构的串联组合与创新设计
一、机构的串联组合
1、基本概念 前一个机构的输出构件与后一个机构的输
连接级杆组
RRP杆组连接到原动件和机架上
B
+
C
A
B C
A
+
D
E
= =
D B
E
A
C
RRR杆组连接到原动件和机架上
C
+B
A
C
B
=
D A
D+ E
RRR杆组连接机构的从动件 和机架上
F
CE
B
=
D
G
A
F E
B
A
F G
G C D
连接级杆组到一个原动件和机架上
D
E
F
+
C=
B
A
G
D F
B
A
E
C G
3R3R杆组连接到三个原动件(并联机构)
机构1 机构j
3）III型并联机构系统
3、并联组合实例
B C
A B
C
I型并联机构
C4 B
C3
C1 A O
C2
II型并联机构
B2
C2
C1
B1
O2
E2
E1
A1
O1
E2
E1
二、并联组合的基本思路
1、对称并联相同的机构，可实现机构的平衡。 2、实现运动的分解与合成 3、改善机构受力状态
Z1
B2
B1
A B3
R
R
R
R
R
R
P
RP
R
P P
内接副为移动副
R
P
R
P
R
R
PP R级杆Fra bibliotek分类图3R杆组(以三个内接副开始)
R R R
R R
R
3R3R
R R
R
P
3R2RP
P R
R
P
3RR2P
R P
P R P
3R3P
2RP杆组
2RP3R
R2P杆组
2RP2RP
2RPR2P
2RP3P
R2P3R
R2P2RP R2PR2P
R2P3P
输入 附加机构
基础机构
输出
1) I型叠加机构
输入
输出
附加机构
2) II型叠加机构
基础机构 输入
1) I型叠加机构
C
基础机构
D
B
附加机构
电机 A
2) II型叠加机构
FE
附加机构
C
B
基础机构
DA
二、 机构叠加组合的关键问题
1、选定附加机构与基础机构，确定附加机构 与基础机构之间的连接方法。或者附加机构的 输出构件与基础机构的哪一个构件连接。
3P杆组
3P3R
3P2RP
3PR2P
3P3P
三、机构组成原理与机构创新设计 1、机构组成原理
把基本杆组依次连接到原动件和机架上， 可以组成新机构。机构组合原理为创新设计一 系列的新机构提供了明确的途径。
2、机构组成原理与机构创新 把前述的各种II级杆组和III级杆组连接到
原动件和机构上，可以组成基本机构；再把各 种II级杆组和III级杆组连接到基本机构的从动 件上，可以组成复杂的机构系统。
入构件刚性连接在一起，称之为串联组合。前 一个机构称为前置机构，后一个机构称为后置 机构。其特征是前置机构和后置机构都是单自 由度的机构。
2、串联组合分类
机构1
机构2
前置机构 后置机构
I型串联
机构1 前置机构
机构2 后置机构
II型串联
二、机构串联组合基本思路
1、实现后置机构的速度变换 2、实现后置机构的速度变换 3、串联时运动链尽量要短（在满足要求前提下）
1、最简机构 把由2个构件和1个运动副组成的开链机构称
为最简单的机构，简称最简机构。其要素是组 成机构的最多构件为2且为开链机构。
1 1
2
2
原动机的机构简图为最简机构
2、基本机构
把含有3个构件以上、且不能再进行拆分的闭
链机构称为基本机构。其要素是闭链且不可拆
分性。
C
B
z1 o2
A
D
B
C
H
z2
o1
A
机构的组合与创新 设计概述和应用
第一节 机构组合的基本概念 第二节 机构组成原理与机构创新设计 第三节 机构串联组合与创新设计 第四节 机构并联组合与创新设计 第五节 机构叠加组合与创新设计 第六节 机构封闭组合与创新设计 第七节 其他类型的机构组合与创新设计
第一节 机构组合的基本概念
一、基本机构的概念
C
E
B
I型串联组合
A
D
F
前置机构中做简单运动的构件与后置机构的
原动件连接。
Z1
B
C
II型串联组合
Z2
A
D
前置机构中做复杂运动的构件与后置机构的 原动件连接。
组合实例：
B A
z2
B
A C
D
C
减少连杆机构的速度
D
改变滑块的运动规律
第四节 机构的并联组合与创新设 计
一、机构的并联组合
1、基本概念 若干个单自由度的基本机构的输入构件
C1
C3
Z2
D
C2
B2
B1
A B3
Z1
C1
C3
Z2
D
C2
第五节 机构的叠加组合与创新设计
一、 机构的叠加组合
1、基本概念 机构叠加组合是指在一个基本机构的可
动构件上再安装一个以上基本机构的组合方式。 把支撑其它机构的基本机构称为基础机构，安 装在基础机构可动构件上面的基本机构称为附 加机构。
2、机构的叠加组合分类
3、基本机构的应用 1） 基本机构的单独使用
基本机构可以直接应用在机械装置中， 只有一些简单机械中才包含一个基本机构，如 空气压缩机中包含一个曲柄滑块机构。
2 ）互不连接的基本机构的组合
若干个互不连接、单独工作的基本机构可 以组成复杂的机械系统。各基本机构之间进行 运动协调设计。
图示压片机由三个独立 工作的机构组成，各机 构之间的运动必须满足 协调关系
C B
o1
A
D
z2
B
C
C
A
B
串联组合 并联组合
第二节 机构组成原理与机构创新设计
一、II级杆组的类型
3n 2 pl 0 n=2，Pl=3的杆组，为II级杆组。
当内接副为转动副时，两个外接副可同时为转 动副，也可以一个为转动副，另一个为移动副， 或者两个外接副同时为移动副
II级杆组分类图
内接副为转动副