再生运动链法

摩托车后悬挂机构运动链具体化例1
摆动臂
摆动臂具体化
运动链具体化
摩托车后悬挂机构运动链具体化例1 调整工作位置
运动链具体化
摩托车后悬挂机构运动链具体化例1 调整构件外形
a1111
运动链具体化
摩托车后悬挂机构运动链具体化例2
机架具体化 减震器具体化
减 震 器
摆动臂 机架 A1121
摆动臂
运动链具体化
摆动臂
减 震 器
机架
A1111
a1111
由于概念方案没有具体尺度支持，需要参考原始机构 构件和运动副的布置格局和受力特点，再结合设计者自身 知识和经验去绘制与实际使用相符的机构简图。
运动链具体化
摩托车后悬挂机构运动链具体化例1
机架具体化 减震器具体化
摆动臂
减 震 器
机架
A1111
摆动臂
运动链具体化
以点的形式插入
A3
4，0，0 P31 3 种方案
3，1，0 P32 6 种方案
2，2，0 P31 3 种方案
2，1，1 P31 3 种方案
B3
共15种方案
运动链数综合
拓扑胚图转化为运动链
A3
A3
A3
A3
B3
004型
B3
013型
B3
211型
B3
202型
运动链数综合
判断有效链
五杆，F=2
四杆，F=1
摩托车后悬挂机构运动链具体化例2 摆动臂具体化
摆动臂
a1121
运动链具体化
摩托车后悬挂机构运动链具体化例2 调整工作位置 调整构件外形
a1121
川崎 uni-trak 悬挂
机构创新设计方法 — 再生运动链法
方案集
a1111 a2111
a1121
3 4
a2121
a1131 a2131
b1111
b1121
a2131
b1111
b1121
b2111
b2121
再生运动链法
设计流程图
再生运动链法
再生运动链法
1.确定原始机构
五十铃 full-floater 悬挂
再生运动链法
一般化运动链
2.运动链一般化
把原始机构转化为只含有简单转动副和连杆的运动链。
原则
所有运动副转化为一般化（转动）运动副 所有构件转化为一般化连杆 一般化过程中自由度保持不变 各构件与运动副的邻接关系保持不变
b2111
b2121
习题
如图所示气动压紧机构，移动构件5为压紧杆， 汽缸部件为动力源，要求气缸与机架固结或铰接。 请按一般化原则将以下机构转换为一般化运动链， 简述具体转换步骤。
气动压紧机构
习题
试对牛头刨床主运动机构进行机构再生运动链设计， 除含有两个移动副设计方案，再分别给包含一个 或三个移动副的设计方案，并绘制出机构简图图谱。
本田 pro-link 悬挂
五十铃 full-floater 悬挂
川崎 uni-trak 悬挂
运动链再生
确认摩托车后悬挂机架
分配机架没有约束
机
架
A
机
架A1
A2
机
架
机
B
机
架
架B1
B2
B3
运动链再生
确认摩托车后悬挂减震器 一对二副杆组成的减震器，且减震器不能为机架
减 震 器
A
机架
A11
减
震
机架
器
A21
机构创新设计方法
再生运动链法
机构运动方案创新— how?
问题：设计摩托车后悬挂机构
机构运动方案创新— how?
问题：设计摩托车后悬挂机构
本田 pro-link 悬挂
五十铃 full-floater 悬挂
川崎 uni-trak 悬挂
机构运动方案创新— how?
本田 pro-link 悬挂
五十铃 full-floater 悬挂
五十铃 full-floater 悬挂
一般化运动链
步骤1：解除机架
1 五十铃 full-floater 悬挂
一般化运动链
步骤 2：所有运动副转化为一般化（转动）运动副
高副构件杆件化 凸轮机构、齿轮机构等高副机构通过高副低代变为瞬时 连杆机构。
高副低代一般化
……
一般化运动链
步骤 2：所有运动副转化为一般化（转动）运动副
n2 n3
2n2 3n3
mn 2
ni
ini
nm n
mnm 2 p
n2 n3 6
2n2 3n3 14
n2 4、n3 2
运动链数综合
n2 n3
2n2 3n3
mn 2
ni
ini
nm n
mnm 2 p
运动链数综合
数综合流程图
一般化运动链
两副构件作为 连接顶点的边
低副机构转化为转动副
复合铰链运动副单铰化 与复合铰链运动副关联的任意一个构件上依次增加一个运
动副，直到原来的复合铰链运动副只一两个构件关联为止， 形成单铰运动链。
一般化运动链
步骤 2：所有运动副转化为一般化（转动）运动副
d
g
1
b
f
c a
e
d
g
1
b
五十铃 full-floater 悬挂
c a
e
一般化运动链
减 震 器
机架
A111
减
震
机架
器
摆动臂
A211
摆动臂
减 震 器
机架
A112
摆动臂
机架
减 震 摆动臂 器
机架
A113
摆动臂
减
震
器
机架
摆动臂
减 震 器
A212
摆动臂
A213
减摆 震动 器臂
减机 震架 器
减机 震架 器
摆
减
动
震
臂
器
机架
B111
机架
B112
B211
B212
再生运动链法
再生运动链法
5.运动链具体化
刚性链
刚性链
运动链数综合
WATT
A3
B3
202型
A3
B3
211型
STEPHENSON
再生运动链法
运动链再生
4.运动链特定化
运动链特定化（又称运动链再生）就是根据设计要 求和约束分配特定类型的机件和运动副至可行一般化运 动链，即对每个非同构的运动链进行机构识别、驱动副 识别以及杆组识别以找出符合要求的解 。
步骤 3：杆件规范化（去除尺度因素）
d c
g1a
b
e
一般化运动链
运动链一般化步骤
1
d
c
g1a
b
e
一般化运动链
一般化运动链
同源机构：具有相同的一般化运动链机构。
本田 pro-link 悬挂
压榨机
再生运动链法
再生运动链法
3. 运动链数综合
综合出与原始一般化运动链的杆数及运动副数相同 的全部可能的一般化运动链。
川崎 uni-trak 悬挂
具有七个运动副的平面六杆机构具有六个转动副和一个移动副
包含一个机架（构件1）、一个转动臂（构件2）、一个摆动 臂（构件3）、 一个连杆（构件4）、及一个由活塞和缸体（构件5和6）组成的减震器。
单自由度机构
再生运动链法
方
案
a1111
a1121
a1131
集
3
4
a2111
a2121
创新本源
一般化运动链
运动链数综合
确定连杆类型
平面单自由度闭环机构中，设运动链中的构件数n和 运动副数p，含有 i个运动副元素的构件数为 ni，则有
n2 n3 ni nm n 2n2 3n3 ini mnm 2 p
（1） （2）
构件能含有的最大运动副元素数目
mn 2
（3）
运动链数综合
运动链再生
确认摩托车后悬挂减震器 一对二副杆组成的减震器，且减震器不能为机架
减
减
震 机架
震
器
器
机架
B11
B21
机架 B3
运动链再生
确认摩托车后悬挂摆动臂
摆动臂
减 震 器
机架
A111
减 震 器
机架 A11
摆动臂
减
减
震
震
器
器
机架
摆动臂
机架
A112
A113
运动链再生
确认摩托车后悬挂摆动臂
减
震
机架
器
机架
摆动臂
A211
减 震 器
机架
A21
摆动臂
A212
摆动臂
减
减
震
震
器
器
机架
A213
运动链再生
确认摩托车后悬挂摆动臂
减 震 器
摆动臂
机架 B11
减
摆
减
震
动
震
器
臂
器
机架
B111
机架
B112
运动链再生
确认摩托车后悬挂摆动臂
减
机架
震
器
摆动臂
机 架
B21
减
机
震
架
器
摆
减
动
震
臂
器
B211
B212
运动链再生
摆动臂
三副以上构件表 示“图”的顶点
拓扑图
图论理论
所有同源运动链
运动链数综合
4
3
56Leabharlann 2 1运动链4
3
5
6
2 1
4
3 56
2
1
拓扑图
运动链数综合
拓扑胚图
三副以上构件表示图的顶点,顶点之间用边连接，每一 连接顶点的边代表着一支有二副杆组成的运动链；顶点连 出的边数应该等于代表顶点的构件的运动副数。
运动链数综合
机
件
和 运 动
… …
副
设 计 要 求 和 约 束
注：设计约束是设计者根据对原始机构的分析结合自身的经验与知识来定义 的，这些约束可以是“柔性”的，并可以视不同情况而改变。
运动链再生
确定设计约束
必须有一个杆作为机架 必须有一个减震器作为减震元件 必须有一个摆动臂用于与车轮联接 机架、减震器和摆动臂必须为不同构件