基于几何约束的平面连杆机构通用仿真软件设计
matlab平面连杆结构分析(机械原理课程设计)
优化参数：连杆 长度、角度、质 量等
优化结果：得到 最优的连杆结构 设计
感谢观看
汇报人：
平面连杆结构的应用范围
机械工程：用于设计、分析和优化机械设 备
生物医学：用于设计、分析和优化假肢、 康复设备等
航空航天：用于设计、分析和优化飞机、 火箭等航天器
机器人技术：用于设计、分析和优化机器 人关节、机械臂等
汽车工业：用于设计、分析和优化汽车底 盘、悬挂系统等
建筑工程：用于设计、分析和优化建筑结 构、桥梁等
03
平面连杆结构的运动学分析
平面连杆结构的运动学方程
平面连杆结构的运动学方程是描述连杆系统运动状态的数学模型 运动学方程包括位移方程、速度方程和加速度方程 运动学方程的建立需要知道连杆系统的几何参数和运动参数 运动学方程的求解可以通过数值积分方法或解析方法进行
平面连杆结构的运动学特性
运动学方程：描述连杆结构的运动状态 运动学参数：包括位移、速度、加速度等 运动学约束：限制连杆结构的运动范围 运动学仿真：通过计算机模拟连杆结构的运动过程
平面连杆结构的形状优化
优化目标：提 高连杆结构的 稳定性和刚度
优化方法：有 限元分析、拓
扑优化等
优化参数：连 杆的长度、宽
度、厚度等
优化效果：提 高连杆结构的 承载能力和使
用寿命
平面连杆结构的拓扑优化
拓扑优化：通过改变材料的分布和形状， 约束条件：结构的刚度、强度、稳定
以实现最优的结构性能
性等性能要求
目标函数：最小化重量或体积，同时 满足给定的性能要求
优化方法：遗传算法、粒子群算法、 模拟退火算法等
设计变量：材料的分布和形状
应用领域：汽车、航空航天、机械制 造等
基于UG的平面四连杆机构运动与仿真
基于UG的平⾯四连杆机构运动与仿真毕业设计论⽂题⽬: 基于UG的平⾯四连杆机构设计及运动仿真专业名称机电设备维修与管理学⽣姓名李⼩军指导教师季祥毕业时间2011年7⽉毕业设计任务书指导教师：季祥⼀、设计题⽬⽤基于UG的空间四连杆机构设计及运动仿真⼆、设计的⽬的1）掌握UG的基本使⽤⽅法。
2）掌握四连杆机构的特点及虚拟装配的⽅法。
3）掌握UG中运动仿真的⽅法。
三、设计要求1）平⾯四连杆机构的三维造型。
2）平⾯四连杆机构的虚拟装配3）UG中平⾯四连杆机构的运动仿真。
4）仿真结果的分析四、完成的任务要求说明详细，字迹⼯整，原理正确，图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。
（1）设计与绘制平⾯四连杆机构，建⽴运动仿真的模型。
（2）毕业设计说明书（8000以上）1）设计题⽬2）四连杆机构原理说明3）四连杆机构的三维造型设计及虚拟装配4）UG的四连杆运动仿真5）设计总结及改进意见6）主要参考资料五、参考⽂献机械设计⾼等教育出版社主编濮良贵纪名刚机械原理⾼等教育出版社主编孙恒陈作模UG NX5.0中⽂版从⼊门到精通机械⼯业出版社主编胡仁喜、康⼠廷、刘昌丽⽬录摘要 (4)第1章绪论 (5)1.1 UG NX5的功能模块 (5)1.1.1 UG NX5⽤户界⾯ (5)1.1.2主要功能 (6)1.2 UG NX5的⼯作环境 (9)1.3 产品设计的⼀般过程 (12)1.4 三维造型设计步骤 (13)第⼆章平⾯连杆机构 (15)2.1 平⾯四杆机构的基本形式 (15)2.2 铰链四杆机构中曲柄存在的条件 (16)2.3 铰链四杆机构的演化 (17)第三章平⾯四杆机构的基本特性 (20)3.1 四杆机构的极位 (20)3.2 四杆机构从动件的急回特性 (20)3.3 平⾯连杆机构的传⼒特性 (20)3.4 死点位置 (21)第四章四连杆的三维造型 (22)4.1 机架的三维造型 (22)4.2 连架杆1的三维造型 (26)4.3 连架杆2的三维造型 (28)4.4 连杆的三维造型 (28)第五章四连杆的虚拟装配 (31)5.1 进⼊装配模块 (31)5.2 添加组件机架 (31)5.3 装配连架杆1 (32)5.4 装配连架杆2 (34)5.5 装配连杆 (35)第六章平⾯四连杆机构的运动仿真 (40)6.1 新建仿真 (40)6.2 新建连杆 (41)6.3 创建运动副 (43)第七章平⾯四连杆的运动仿真分析 (46)7.1 运动副图表分析 (46)7.2 死点位置 (49)结论 (51)致谢 (52)参考⽂献 (53)摘要UG NX是集CAD\CAE\CAM于⼀体的三维参数化软件，也是当今世界最先进的设计软件，它⼴泛应⽤于航空航天、汽车制造、机械电⼦等⼯程领域。
基于matlab的平面连杆机构优化设计
基于matlab的平面连杆机构优化设计
基于Matlab的平面连杆机构优化设计是指利用Matlab软件平台，对平面连杆机构进行优化设计的过程。
平面连杆机构是一种常见的机械传动机构，广泛应用于各种机械系统中，如机械手、凸轮机构等。
优化设计是指通过数学建模、计算和分析，寻求满足一定性能要求的最优设计方案。
在基于Matlab的平面连杆机构优化设计中，通常需要建立机构的数学模型，包括几何模型和运动学模型。
几何模型描述机构的几何形状和尺寸，而运动学模型则描述机构的位置、速度和加速度等运动参数。
然后，利用Matlab 进行数值计算和分析，以确定最优的设计参数。
具体来说，基于Matlab的平面连杆机构优化设计可以分为以下几个步骤：1.建立数学模型：根据实际问题，建立平面连杆机构的几何模型和运动学模
型，将实际问题转化为数学问题。
2.定义优化目标：根据设计要求，定义优化目标函数，如最小化某个性能参
数、最大程度满足某个约束条件等。
3.确定设计变量：选择影响优化目标的主要参数作为设计变量，如连杆长度、
角度等。
4.约束条件：根据实际应用需求和机构运动特性，定义约束条件，如角度范
围、位移范围等。
5.求解优化问题：利用Matlab的优化工具箱进行数值计算，求解优化问题，
得到最优设计方案。
6.结果分析和验证：对优化结果进行分析和验证，确保最优设计方案的有效
性和可行性。
总之，基于Matlab的平面连杆机构优化设计是一种通过数学建模和数值计算来寻求最优设计方案的方法。
它可以帮助设计师快速找到满足性能要求的设计方案，提高设计效率和产品质量。
基于联立约束法的连杆机构动力学仿真
需 的时变 扭 矩 。 是 ， 通 常 的矢 量 多边 形 方 法 来 但 用 预估所 需 的扭矩 一件 复杂 而 乏味 的工作 。
联 立 约束 法 是在 机构 运 动学 分 析 的基 础 上 ， 对 各构件 进 行受 力 分 析 ， 立 力 和 加 速度 的联 系 ， 建 采
李 军 黄 强
（ 江学院机械 与材料 工程 学院 江西九 江 九 ３２０ ） ３ ０ ５
摘 要 ：在连 杆机 构运 动 学仿真 的基 础上 ，以 曲柄连 杆机 构 为例 ，采 用联 立 约束 法 建 立 连 杆机 构各 构件 受 力方程 、运 动 约束 方程及 质 心加 速度 方 程 ，应 用 Ｍａ ａ ｉ ｌ ｋ工 具箱 ｄ ｂＳｍｕｉ ｎ 建 立动 力学仿 真框 图。 由仿 真 结果 可知 ，该 方 法 可以较 准确 地 确 定 各连 接 铰链 的约 束 内力 和 各构件 质 心加 速度 的动 态 变化情 况 ，并且 可知 输入 力矩 随 时 间变化 的规律 。
２１ ０ ０年第 ３期
Ｎｏ， ３ ， ２ ０ ０１
九江学院学报 （ 自然科学版 ）
Ｊｕ ｏｍ￣ ｏ ｕｉｎ ｎｖ￣ ｔ （ ａ ｒｌ ｃｅｃｓ ｆｉ ａｇＵ ｉｅ ｉ ｎｔ ａ ｓｉｎｅ ） ｊｊ ｙ ｕ
（ 总第 ９ ） Ｏ期
（ ｕ ｏ９ ） Ｓ ｍ Ｎ ．０
基于联立约束法的连杆机构动力学仿真
（） ６
—
Ｆ ×ｒ ３ ｃ ｉ（３ ３×ｓ ０）＋Ｆ２ ｃ Ｘｃｓ０） ｎ ３ ｒ ｏ（３ Ｘ ３
Ｆ３ ４ Ｘ（３一 ）×ｓ （ ３ ｒ ｉ ０）＋Ｆ３ ｎ ４ ×（３一ｒ ） ｒ ｃ ３
（） ２
Ｆ缸 ＸＦ Ｘｓ （ ２ ３ ｉ ０ ）＋Ｆ２ ２×ｃ ｓ ０ ） ２ ｎ ３ ×Ｆ ｏ （２
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SolidWorks的连杆机构的运动分析与仿真
最后以ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ为支撑软件，利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ提供的ＡＰＩ接口，在ＶＣ＋＋６．０开 发环境下，编制大量程序，实现了整个软件系统。并给出了运用此系统对几种常用连杆 机构进行分析和仿真的算例。
卫江红：基于ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的连杆机构的运动分析与仿真
所以说以强大的三维实体造型软件为支撑软件结合国内先进的分析方法，开发具有 自主知识产权的连杆机构参数化实体运动分析和仿真系统的软件是十分有意义的。本文 采用的软件平台是ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ，分析理论采用的是型转化理论１２】和广义型转化理论【３１。
关键词：型转化理论；参数化模型；运动分析；实体仿真
卫江红：基于ｅｍａｔｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ—Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｉｎｋａｇｅｓ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｓｉｍｕｌａｔｉ６ｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｅａｎｓ ｉｎ ｍｏｄｅｍ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｗｉｔｌｌ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｉｔ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ，ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｓｅｅｋｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ ｐｌａｎ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｏ ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｓｏｌｉｄ ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆｓｏｌｉｄ ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｌｉｎｋａｇｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｅ ｏｆ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｎｋａｇｅｓ．Ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｎｋａｇｅｓ ｉｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｉｎｇ ｋｉｎｅｍａｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｏｂｊｅｃｔ—Ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｗｉｔｈ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｅａｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ． Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｅｘａｃｔ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｄａｔａ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｌｉｎｋａｇｅｓ ａｎｄ ｉｔｓ ａｕｔｏｍａｔｉｃｉｔｙ ｉｓ ｈｊ曲ｉｎ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ．
基于MATLAB运动仿真的平面多连杆机构优化设计
１２３３．３ Ｌ８（ ｍｍ） １９８８
７５４．４ ７５２．６１
δ３４
δ６７
５３°１７′６″ ２９°１４′３４″
２ 机构仿真
２．１ 连杆机构的运动分析
仍将连杆机构拆分为 ３ 个 ２ 级机构， 依次求得各部分的速
度， 加速度， 最后求 得 滑 块 的 速 度 和 加 速 度（ 限 于 篇 幅 详 细 推 导 过程参考文献［１］） 。
数学模型进行求解。建立目标函数文件和包含八个约束的非线
性约束函数文件，再 将 变 量 的 上 下 界 约 束 列 入 ｌｂ 和 ｕｂ 向 量 ， 运
算结果如表 １ 所示：
运算结果
变量 ｘ（ ｍｍ） ｙ（ ｍｍ） Ｌ１（ ｍｍ） Ｌ２（ ｍｍ） Ｌ３（ ｍｍ） Ｌ４（ ｍｍ）
优化值 １０６１．８ ８２４．２７ ４９８．３３ ｌ５（ ｍｍ） Ｌ６（ ｍｍ） Ｌ７（ ｍｍ） ８１２．７１ ６２０．８８ ６３．３７
综上所述， 本机构优化设计的数学模型为求
Ｘ＝［ｘ１，ｘ２，．．．．．．，ｘ１２］Ｔ 使得
２１１
Ｆ（ ｘ） ＝ １ #｜Ｓ｜$ｍｉｎ １０４ #＝１０７
ｓ．ｔ．ｇ（ｕ Ｘ） ０ （ ｕ＝１，２，．．．．．．，１０）
ＸＬ≤Ｘ≤ＸBiblioteka 利用 Ｍａｔｌａｂ７．０ 软件优化工具箱［２］的 Ｆｍｉｎｃｏｎ（）函 数 ， 对 上 述
２．２ 仿真结果的显示
图 ４ 滑块机构
图 ５ 最大值、最小值示意
１．２．２ 考虑工艺及结构要求
首先， 要求滑块行程有上下限； 其次， 机构运动时， 上角架在
最高位置必须与立柱留有足够的间隙， 下角架不允许同横梁相
碰。可建下列约束函数
ｇ（６ ｘ） ＝ｘ９＋ｘ１０≤２７９１ ｇ（９ ｘ） ＝－ Ｓ３ｘｍａｘ≤－ ８３０
平面连杆机构运动学仿真
，
从
可 以 使设 计 者及 时修改
设 计 中 的偏 差
，
提 高设 计 效 率
、
。
MA T L A B 是 集 数 值 分 析
矩 阵运 算
，
、
信号处 理 和 图形
将其
显示于
一
体 的 高性 能 数 学 软 件
它 在 国 内外 高 校 和 科 研 部 功能 也 越来越 强 大
，
门正 扮演 着 越来 越 重 要 的 角 色
，
强 大 的计算 功 能 与 V B 在 图形 用 户 界 面 开 发 方 面 的优势 结
合起 来
Au A c tiv e X
，
实 现 应 用 系 统 的无 缝 集 成
。
to
C A D 是 目前 应 用 十 分 广 泛 的 工 程 图 形 处 理 软 件
文 献标识 码
A
10 0 9
—
94 92
(2 0 0 8 )
11 00 99 05
—
露
Vb
1
引言
平 面 连 杆机 构是
一
类 工 程 中广 泛 使 用 的典 型 运 动 机
一
构
，
它 的运 动 分析 是 机 构 学 中典 型 的机 构 运 动 分 析 之
，
。
如 果 设计平 面 四 杆 机 构 时能及 时用 图显 示 其运 动轨 迹
，
通 过 编程访
得 到矢 量 方程 为 ：
：
CA D
。
内部 机 制
，
把
Au
CA D 的 强 大 功 能集 成 到 应
用程序中
基于网络的平面六杆机构仿真教学软件 说明书
基于网络的平面六杆机构仿真教学软件使用说明书软件作品类型：原创软件系统需求：操作系统 WINDOWS 98/Me/2000/XP/2003 (建议WIN2000及以上)硬件需求：Intel奔腾IV或以上兼容的处理器，内存512Mb(建议512Mb以上) 软件版本：V1.0版一、软件简介：实验教学环节是帮助学生学习，理解和深化知识的重要手段，传统教学由于受到资金不足，设备紧张，上课时间有限等条件的限制而影响教学效果。
而通过虚拟的计算机实验操作方便，成本低廉，在大学网络普及的条件下可作为传统实验教学的有效补充，并且虚拟的网络实验除可以形象的演示机构的运动外还可以实现数据分析等传统实验无法满足的功能。
本文基于网络的平面六杆杆机构仿真教学软件正是针对这种情况而开发的一款面向机械原理课程教学实验的应用软件。
本软件是在对平面六杆机构研究的基础上，以JA V A语言为开发平台，以NetBeans6.0为开发环境，利用面向对象的java语言applet 类进行开发，将应用对象嵌入于web网页文档内，直接通过IE浏览器加载运行。
该软件集参数化机构设计，机构运动仿真，速度加速度分析，角速度角加速度分析和数据采集于一体。
使用时将软件放在服务器内，用户即可通过网络远程使用，系统操作简单，人机交互能力强、界面友好、通用性强，足以满足学生对平面六杆机构学习实验的要求。
二、软件界面：1、界面综述软件嵌入于Web网页之内,通过Internet Explorer浏览器加载和运行，其界面主要包括以下几个部分：1、功能选择区顶部选择软件的各项功能(图2)2、参数设置区左侧初始化及修改各参数3、视图控制区工具条控制动画、生成轨迹等(图3)4、显示区中部显示动画、图线与数据等图1 可视化软件界面图2 功能选择区（部分）图3 视图控制区（部分）三、软件使用说明:1、机构参数的设置(1)、参数的手动设置参数设置区块位于界面左侧，直接在文本框中设置参数即可，设置结束单击“确认计算按钮”，软件将根据用户设定参数重新进行机构的计算分析。
平面连杆机构智能分析软件使用说明
平面连杆机构智能分析软件使用说明
1．软件运行
1) 进入jxyl,将出现飞机图标。
双击飞机图标，再单击“继续”，进入主界面。
2）运行例题单击“例题”，三次单击“继续”，单击“正确，继续”，进入分析结果主菜单，按需要单击“运动模拟”、“运动分析”、“绘P，V，A图”、“力分析”即可得各种分析结果。
3）机构分析将机构拆分成曲柄和若干基本杆组后，先在主界面单击“曲柄”，输入已知数据后，再依次单击各组成杆组钮，且均按要求输入数据,即可按提示运行软件,求结果。
2．说明
1）坐标系原点为曲柄中心，X轴水平向右为正，Y轴铅直向上为正；转角始边为X轴，逆时针为正；角速度逆时针为正。
2）杆组非质心附加点（多为与其他杆组构成转动副的外联副点）数据在杆组结构参数栏填入。
3）运动模拟：0-3000毫秒，调整曲柄转动速度；运动分析：角速度，角加速度数据、线图，末级杆组为RRP的给出滑块P，V，A数据、线图；
4）重作：图形相同，参数不同。
5）结束：所有输入数据全部清零。
6）改变比例尺：用鼠标左右拖移。
7）画机构运动简图：输入曲柄位置角，单击“画机构运动简图”钮。
平面连杆机构的原理
平面连杆机构的原理平面连杆机构是一种常见的机械结构，由多个连杆和铰链连接而成，可以用来将直线运动转换为旋转运动，或者将旋转运动转换为直线运动。
在许多机械设备中都有广泛应用，如发动机、车辆悬挂系统、机床等。
平面连杆机构的基本原理是将一个或多个连杆通过铰链连接，在固定中心的约束下，使得其中一个连杆能够做直线运动，同时通过其他连杆的传动，实现其他连杆的相应运动。
平面连杆机构主要有四个元素构成：铰链、连杆、零件和运动副。
铰链是连接连杆的重要部件，它能够实现连杆之间的转动。
连杆是平面连杆机构的主要承载部件，它通过铰链与其他连杆连接。
零件则是用来实现或限制机构特定运动的部件，如轴、轴承等。
而运动副是指由连杆和铰链组成的连接机构。
平面连杆机构的工作原理基于几何学和运动学原理。
在平面连杆机构中，每个连杆都有固定的约束方式，通过连接在一起的铰链，连杆的运动受到约束，从而实现机构的转动或平移运动。
根据不同的铰链连接方式和连杆排列，可以实现不同的运动形式。
平面连杆机构根据连杆的布置和铰链连接方式可以分为多种类型，如四杆机构、曲柄摇杆机构、双曲柄机构等。
其中，最简单的四杆机构由四个连杆和四个铰链组成，其中两个连杆平行排列，被称为基本杆件，另外两个连杆与基本杆件相交连接。
这种结构能够实现连杆的平移和转动。
在四杆机构中，曲柄摇杆机构是应用最广泛的一种。
曲柄摇杆机构由三个连杆和一个铰链组成，其中一个连杆受到驱动力的作用，通过曲柄的旋转实现连杆的转动，从而将驱动力转化为所需的运动。
曲柄摇杆机构常用于内燃机中，通过曲柄的旋转将往复直线运动转化为旋转运动，使得发动机能够正常工作。
平面连杆机构还可以通过变动连杆的角度、长度和位置来调节机构的工作性能，如运动速度、运动轨迹和输出力。
通过改变连杆的设计参数，可以实现不同的机构运动特点，满足不同应用的需求。
总之，平面连杆机构是一种通过连杆和铰链连接的机械结构，可以将直线运动转换为旋转运动，或者将旋转运动转换为直线运动。
2021基于MATLAB,Simulink的平面四连杆机构仿真
基于MATLAB Simulink的平面四连杆机构仿真基于MATLAB/Simulink的平面四连杆机构仿真一、题目及自由度分析如图1所示，该平面四杆机构中有三根运动的均质钢杆，其中有两根钢杆的一端与接地点连接，第三根杆就与这两根杆剩下的端点连接起来，两个接地点就可认为是第四杆，机构中相关尺寸如图2所示。
计算结构自由度，三个运动杆被限制到平面内运动，因此每个杆都有两个移动和一个转动，即在考虑约束之前，自由度为3×(2+1)=9 但是由于每个杆都受到约束，所以并不是每个自由度都是独立的。
在二维状态下，刚体间的连接或者刚体与接地点的连接就会增加两个约束。
这样就会使得刚体其中一端不能够作为独立的自由运动点，而是要受到邻近刚体的约束。
该题中有四个刚体--刚体或刚体—接地点的连接，这就隐含8个约束。
那么最后的自由度为9-8=虽然有四个转动自由度，但是，其中三个都是非独立的，只要确定其中一个，就可确定其余三个。
二、模型建立及参数设置 1应用MATLAB/Simulink建立初始模型 2在初始模型的基础上添加Joint Sensor模块 3依题意设置相关参数⑴配置Ground模块由图2可得系统的基本尺寸为①固定构件长87厘米②Ground_1表示接地点，在World CS坐标轴原点右边43cm 处③Ground_2表示接地点，在World CS坐标轴原点左边44cm处④最下端的铰处于X-Z平面内原点以上4cm 图5Ground_1模块参数设置图6Ground_2模块参数设置 4配置Joint模块三个没有接地的联杆都是在X-Y平面内的，所以Revolute轴必须是Z轴。
⑴依次打开Revolute参数对话框，保持默认值，即Axis of rotation[x y z]默认设置为[001]，Reference csys都是WORLD。
图7Revolute坐标设置⑵根据连接情况依次设置Revolute参数对话框中的Connection parameters参数图8Revolute模块参数对话框Connectionparameters参数图9Revolute模块参数对话框Connection parameters参数图10Revolute模块参数对话框Connection parameters参数图11Revolute模块参数对话框Connection parameters参数5配置Body模块本题中Body模块（即Bar）定位方式不是直接相对于WORLD坐标系统，而是采用相对坐标形式，Bar1的CS1相对于Ground_1，Bar2的CS1相对于Bar1，以此类推。
基于ADAMS的平面五杆机构运动学及动力学仿真研究
基于ADAMS的平面五杆机构运动学及动力学仿真研究摘要：平面五杆机构是一种常见的机械系统，广泛应用于工程领域，例如机械手臂、发动机连杆机构等。
本文基于ADAMS软件对平面五杆机构的运动学及动力学进行了仿真研究。
通过建立五杆机构的几何模型和连接条件，并设置适当的约束和驱动方式，实现了五杆机构的运动学分析。
进一步，在给定质量和惯性参数的情况下，对五杆机构进行动力学仿真，分析了其运动时的力学特性。
研究结果表明，ADAMS可以有效地对平面五杆机构的运动学和动力学特性进行仿真和分析，对于机构的设计和优化具有重要的参考价值。
关键词：平面五杆机构；ADAMS；运动学；动力学；仿真研究1.引言平面五杆机构是一种由五个连杆组成的机械系统，其具有很多特点，如结构简单、运动灵活等，因此在工程领域中得到了广泛的应用。
平面五杆机构的运动学和动力学分析是对其性能进行研究和评估的基础，而ADAMS是一种广泛应用于机械系统仿真研究的软件工具，具有强大的分析和模拟功能。
因此，基于ADAMS的平面五杆机构的运动学和动力学仿真研究具有重要的工程应用价值。
2.建立几何模型和连接条件为了进行平面五杆机构的仿真研究，首先需要建立五个连杆的几何模型，并设置合适的连接条件。
在ADAMS中，可以通过绘制连杆的工作体积和各连杆之间的连接点来建立几何模型，并设置连杆之间的接触和连接条件。
3.运动学仿真分析通过设定适当的约束和驱动方式，实现平面五杆机构在运动学模拟中的自由运动。
在仿真过程中，可以观察连杆的位移、速度和加速度等参数的变化，以及连杆之间的相对运动关系。
通过对机构的运动学分析，可以评估其运动的平滑性和有效性。
4.动力学仿真分析在给定平面五杆机构的质量和惯性参数的情况下，进行动力学仿真研究。
通过施加适当的输入扭矩或力矢量，观察连杆受力的变化，分析机构的力学特性，如力矩、功率等，从而评估机构的运动性能。
5.结果分析与讨论通过ADAMS的仿真分析，得到平面五杆机构在不同工况下的运动学和动力学特性数据。
基于几何约束的平面连杆机构原理图仿真
基于几何约束的平面连杆机构原理图仿真几何约束是参数化技术的基本功能之一,利用其功能在二维草图状态下,对线条进行约束定义,可以进行原理图的仿真,实现机构的快速构型、原理演示的直观明了,尤其适合于方案设计和课堂教学。
笔者在使用SolidWorks时,就利用其几何约束和尺寸驱动的参数化功能,在草图状态下,进行了机构原理图的快速构型设计和动态原理性仿真演示。
一、SolidWorks有关功能的介绍SolidWorks 是基于微机Windows 平台的三维机械设计软件,针对二维平面图形、三维零件模型、装配体、工程图等的设计,有很多的相应功能。
这里着重几何约束、尺寸驱动等参数化设计方面的功能做一简单介绍。
1.SoliWorks中的约束在SolidWorks中,约束称为几何关系,可以通过相关操作让用户在草图实体之间或草图实体与基准面、基准轴、边线或顶点之间生成几何关系。
SolidWorks中的几何关系包括水平放置或竖直放置、共线、全等、垂直、平行、相切、同心、中点、交叉点、重合、相等、对称、固定、穿透、融合点等。
2.SolidWorks中的尺寸驱动SolidWorks是基于尺寸驱动的,通过改变尺寸可以得到新的模型。
SolidWorks的尺寸有驱动和从动之分:驱动尺寸可以作为约束驱动模型的变化;从动尺寸是指尺寸是由其他尺寸或条件所驱动,且不能被修改。
SolidWorks的尺寸标注主要有直线或边线的长度、两直线之间的角度、两直线之间的距离、点到直线的垂直距离、两点之间的距离、圆弧半径、圆弧长度、圆的直径等。
二、几何约束、构件和运动副的定义1.橡皮筋线、构件和曲柄的形成在平面上绘制任一直线,在没有任何约束的情况下,两端点在平面内可以任意移动,即为一条平面上的橡皮筋线。
对橡皮筋线沿其长度方向标注尺寸,产生定长约束,这时该直线两端点就不能任意移动了,只能做平动,此时橡皮筋线就转化为一个杆(构件)。
若再限定其一个端点相对于坐标系(如坐标原点)固定,直线的另一端点只能在一个圆上运动了,显然这就成了一个曲柄,如图1所示。
平面四杆机构的运动仿真模型分析
平面四杆机构的运动仿真模型分析平面四杆机构的运动仿真模型分析1前言平面四杆机构是是平面连杆机构的基础，它虽然结构简单，但其承载能力大，而且同样能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，因而在工程实践中得到广泛应用。
平面四杆机构的运动分析, 就是对机构上某点的位移、轨迹、速度、加速度进行分析, 根据原动件的运动规律, 求解出从动件的运动规律。
平面四杆机构的运动设计方法有很多，传统的有图解法、解析法和实验法。
随着计算机技术的飞速发展，机构设计及运动分析已逐渐脱离传统方法，取而代之的是计算机仿真技术。
本文在UG NX5环境下对平面四杆机构进行草图建模，通过草图中的尺寸约束、几何约束及动画尺寸等功能确定各连杆的尺寸，之后建立相应的连杆、运动副及运动驱动，对建立的运动模型进行运动学分析，给出构件上某点的运动轨迹及其速度和加速度变化规律曲线，文章最后简要分析几个应用于工程的平面四杆机构实例。
2平面四杆机构的建模2.1问题的提出平面四杆机构因其承载能力大，可以满足或近似满足很多的运动规律，所以其应用非常广泛，本文以基于曲柄摇杆机构的物料传送机构为例，讨论其建模及运动分析。
如图1所示，ABCD为曲柄摇杆机构，曲柄AB为主动件，机构在运动中要求连杆BC的延伸线上E点保持近似直线运动，其中直线轨迹为工作行程，圆弧轨迹为回程或空程，从而实现物料传送的功能。
2.2平面四杆机构的建模由于物料传送机构为曲柄摇杆机构，所以它符合曲柄存在条件。
根据机械原理课程中的应用实例[1]，选取AB=100，BC=CD=CE=250，AD=200，单位均为毫米。
在UG NX5的Sketch环境里，创建如图2所示的草图，并作相应的尺寸约束和几何约束，其中EE＇为通过E点的水平轨迹参考线，用以检验E点的工作行程运动轨迹。
现通过草图里的尺寸动画功能，令AB 与AD的夹角从0°到360°变化，可看到E点的变化轨迹为直线和圆弧，如图3所示为尺寸动画的四个截图，其中图3（a）中的E点为水平轨迹的起点，图3（b）中的E点为水平轨迹的中点，图3（c）中的E 点为水平轨迹的终点，而图3（d）中的E点为圆弧轨迹（图中未画出）即回程的中点。
RRP平面连杆机构的动态仿真
RRP平面连杆机构的动态仿真毕业设计(论文)题目: RRP平面连杆机构的动态仿真系别:专业名称:班级学号:学生姓名:指导教师:二O年月I、毕业设计论文题目:RRP平面连杆机构的动态仿真II、毕业设计论文使用的原始资料数据及设计技术要求:1、原始资料: 1)RRP四杆机构的原动曲柄转速、各构件长度与质量、工作阻力矩; 2)RRR-RRP六杆机构的原动曲柄转速、各构件长度与质量、工作阻力矩。
2、设计技术要求: 1)机构的运动学仿真;2)机构的动力学仿真。
III、毕业设计论文工作内容及完成时间: 1. 收集资料、开题报告、外文翻译2.16-3.08 2. 熟悉MATLAB软件3.09-3.22 3(II级杆组运动学和动力学仿真模块3.23-4.18 4. 机构的运动学仿真 4.18-4.285. 机构的动力学仿真 4.28-5.246. 撰写毕业设计论文 5.25-6.12 ? 、主要参考资料: 1 孙桓，陈.北京:高等教育出版社，2006.12 2 曲秀全主编.基于MATLAB/Simulink平面连杆机构的动态仿真.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2007.4 3 邱晓林主编. 基于MATLAB的动态模型与系统仿真工具. 西安:西安交通大学出版社，2003.104 张策主编. 机械动力学. 北京:高等教育出版社，20005 YeZhonghe, Lan Zhaohui. Mechanisms and Machine Theory. Higher Education Press, 2001.7谢谢朋友对我文章的赏识，充值后就可以下载说明书。
我这里还有一个压缩包，里面有相应的word说明书(附带:外文翻译)及源程序。
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需要其他设计题目直接联系～～～毕业设计(论文)开题报告题目 RRP平面连杆机构的动态仿真专业名称班级学号学生姓名指导教师填表日期 20** 年 4 月 1 日选题的依据及意义:连杆机构的最基本形式是平面四杆机构，它是其它连杆机构的基础。
平面连杆机构的可视化运动分析及仿真
The visual motion analysis and simulation of the planar four-shank structure GUAN Wei-juan，CHEN Qing-hua
(Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001，China) Abstract：Motion Analysis is an important content of the study of planar four-shank structure, and it is important to structure design. In order to analysis the motion of planar four-shank structure, the analytics method was used to obtain the node’s position, which based on planar four-shank design theory. Firstly, establish the vector equations of the structure, and then obtain the mode of the links’ angular velocity, acceleration and angle. The planar four-shank structure visual motion analysis software was developed with VB program. It is proved that the software is friendly of user interface and versatility, and has the function of four-bar linkage structure interactive design, position motion of key nodes and angle velocity analysis, drawing of acceleration curve and animate simulation, etc, which offer convenient for planar four-shank structure’s analysis and calculation, and improve the design efficiency of four-shank structure. The method and resulting of this paper can also apply to the analysis and simulation of the similar mechanisms. Key words：four-shank structure；motion analysis；simulation；VB
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( 1)
将代数方程组转化为优
化问题 , 分别用 Levenberg - Marquardt 算法和 BFGS 算 法( 拟牛顿算法) 对机构进行约束分析与求解 , 使得求 解更加快速和准确。 虽然变量几何法在 CAD 系统中的应用非常广泛, 但各种文献均没有具体介绍该法在实际运动仿真中的 应用。鉴 于此 , 我们 比较 了文 献 [ 6] 557566
1
平面连杆机构的数学表达
平面连杆机构的非线性方程组的表达形式多采用
[ 1] 28- 29, [ 7] 277- 288
其中, 基 本坐标为 X A 、 YA 、 YC 、 X O2、 YO 2 。未知 坐标为
复数矢量法
, 但当机构较 为复杂时该
第 33 卷
第4期
基于几何约束的平面连杆机构通用仿真软件设计
[ 9] 203- 349
Xk + 1= X k +
Xk
T
其中 , J k 为雅克比矩阵, Fk = ( f 1 , f 2 , !f m ) 为误差列 向量 , X k = ( x 1, !, x n , y 1 , !, y n ) 为迭代结果。 Levenberg- Marquardt 算法迭代形式 Xk = - (
3 3 7 7
的数学模型, 使得针对具体问题需要重复的进行分析。 国内外各大型 CAD 系统, 如 Pro/ E 、 Solidwork、 AtuoCAD、 InteCAD 等在运动仿真和参数化设计过程中均采用变 量几何法对各种机 构进行约束表 达和求解[ 2] 。该方 法
[ 3]
是 1981 年由 MIT 的 Gossard 等人发展和完善起来
48
文章编号 : 1004- 2539( 2009) 04- 0048- 02
机械传动
2009 年
基于几何约束的平面连杆机构通用仿真软件设计
( 西南交通大学峨眉校区 , 四川 峨眉 614202)
门宇彬
冯
鉴
何
俊
摘要
把平面连杆机构用 基本坐标 和 连杆约束 表达为最小二乘问题 , 通过求解非线性方程组
[ 9] 参 [ 1] [ 2] 考 文 献 [ 10] [ 11] [ 6]
刘仕平 , 刘宪亮 . Fortran- lisp 开发系统 [ J] . 华北水利水电学院 学 报 , 1998, 19( 3) : 71- 73. 刘仕平 , 越晓慎 . 一种小型闸门启闭机的设计 软件 [ J] . 水利电 力 机械 , 2001, 23( 1) : 16- 17. 刘仕平 , 姚林晓 . 脱挂梁的参 数化智能 化与自动 化设计 [ J] . 机 械 设计与制造 , 2005, ( 8) : 77- 78. 刘桂荣 , 白新理 , 杨开云 , 等. 参数 化绘图在 渡槽结构 优化设计 中 的应用 [ J] . 水利水电技术 , 2004, 35( 12) : 35- 36. 邓巍巍 . Visual FORTRAN 编程指南 [ M] . 北京 : 人民邮电出版 社 , 2000: 226- 252. 王隆太 . 机械 CAD/ CAM 技术 [ M] . 北京 : 机械工业出版社 , 2001: 29- 46. 张建海 , 向俐蓉 . 在 Visual FORTRAN 中实现对 AutoCA D 的无缝访 问和控制 [ J] . 工程设计 CAD 与智能建筑 , 2002( 10) : 72- 74.
图2
常见机构搭建与仿真结果
( 下转第 64 页)
64
机械传动
2009 年
方法 [ J] . 煤矿机械 , 2008, 29( 5) : 202- 204.
( 4) AutoCAD 文件通用格式 好, 可和 很多软件连 接, 便于高级开发人员进行其他方面后续分析。 总之, 灵活应用计算机语言和设计工具能解决复 杂的工程设计, 实现设计的快速化、 自动化。值得一提 的是本文中重在阐述原理和实现方法, 提供的思路可 以应用于类似工程设计。
的形式对连杆机构的几何约束进行求解 , 并采用可视化搭建结果和仿真状态结果作为迭代初值, 很好的 解决了一般方法对迭代初值的敏感性。 最后在 Mat lab/ GUI 平台上开发出通用的仿真软件 , 并给出了几 种常见连杆机构的仿真结果。 关键词 几何约束求解 平面连杆 变量几何 迭代初值 Matlab 法建立闭环矢量方程将非常困难。所以我们采用文献 [ 6] 557[ 1] 28 566
[ 5] 867- 879
f 1 = f 1( x 1 , !, x n , y 1 , !, y n , l 1) s. t f 2 = f 2( x 1 , !, x n , y 1 , !, y n , l 2) !
f m = f m ( x 1, !, x n , y 1 , !, y n , lm ) 其中, f i 为式 ( 2 ) 所示的连杆约束方程 , x n 、 y n 为特征 点坐标, li 为连杆长度。如 BC 定长则 f i = f i ( x 1 , !, x n , y 1 , !, y n , li ) = ( X B - X C ) 2+ ( YB - YC ) 2 - LB C2 Gauss- Newton 算法迭代形式 Xk = - (
[ 4] 967- 879
r 4 cos 4 + r 5 cos 5 = r 6 cos 6 + r 7 cos r 4sin 4 + r 5 sin 5 = r 6sin 6 + r 7 sin 从式 ( 1) 可以看出 , 所建 立的约束方程组较为复 杂, 而且 不能 采 用通 用 程序 求 解。所以我们尝试采用以下 方法。 基本坐标和连杆约束法 是把几何实体的形状定义为 一系列的特征点, 把 约束表
其中 , ! k 为引入变量, 用于防止计算所得 Hessian 矩阵 与实际 Hessian 矩阵相差过大 , I 为单位矩阵。 Gauss- Newton 和 Levenberg - Marquardt 算法在求 解非线性方程组时在收敛速度和收敛域方面能起到互 补的作用。Matlab 平台的 fsolve 函数在求解非线性方 程组时能 根据方 程组的约 束情况在 Gauss- Newton、 Levenberg- Marquardt 、 Trust Region Dogleg ( 路径信赖域 算法) 中择优选择适合的算法进行求解。其收敛速度 和精度都能很好的满足约束方程组的实时求解要求。 如当方 程 数为 10 左 右时 , 其能 在迭 代 3 ~ 5 次, 约 0. 05s左右完成方程组求解。以下是关于 fsolve 函数的 简要介绍 : 调用格式: [ x, fval, exitflag, output, jacobian] = fsolve ( fun, x0, options)
2
约束方程求解模型
式( 2) 所示的非线性方程组可以先转化为最小二
乘问题再通过 Newton - Raphson、 Levenberg - Marquardt 等算法求解。
m
3
迭代初值选择与通用软件设计
由前 文知 Newton- Raphson、 Levenberg - Marquardt
ห้องสมุดไป่ตู้
m in =
49
综上可知, 采用基本坐标和连杆约束的方式表达 机构较复数矢量法更加直观和简单, 避免了复杂矢量 方程的建立, 其适用性更强, 便于通用程序的实现。 平面几何约束还包括两杆垂直, 两杆夹角固定 , x 或 y 方向距离固定等, 对于空间几何约束可以参考文 献[ 8] 中提出的 26 条约束。
其中, x 为结果, fval 为结果精度 , exitflag 为退出方式, output 为算法、 迭代次数等信息 , jacobian 为 x 处所对应 的雅可比矩阵 , fun 为 约束方 程, x 0 为方 程的迭 代初 值, options 为求解参数设置。 可以通过 MaxIter 参数 确定最 大迭代 次数, 通过 TolFun, TolX 设置函数结果精度和自变量精度。迭代 初值 x0 则是通过可视化搭建完成的机构的初始状态 获得 , 其具体介绍见后文。
T - 1 T J kJk ) J kFk
通过上述方法获得机构各特征点的位置坐标后, ( 4)
T
分别对其求一阶和二阶差分即可得各特征点的速度和 加速度值。 变量几何法把机构的几何约束变为非线性方程组 的求解, 使得各种机构的运动仿真统一于求解非线性 方程组 , 使得机构仿真程序更加通用化 , 适应性更强。 基于此, 我们在 Matlab/ GUI 平台
i= 1
f
i
2
等算法在求解非线性约束方程组时对迭代初值的选取 较为敏感。所以如何适当的选择初值是准确求解约束 ( 3) 方程组的关键。 通过分析 Pro/ E 等 CAD 系统的仿真过程 , 尝试采 用可视化机构搭建结果的初始状态作为约束方程组的 迭代初始初值, 在仿真过程中采用前一次计算结果为 仿真迭代初值, 即后一次计算的初值, 结果证明通过此 种方法选择的初值在收敛速度和精度上都较为理想, 能够满足机构的实时仿真要求。
0
引言
机构仿真的解析法有闭环矢量法、 基本杆组法、 复 , 但这些方法都没有一个统一
中提 出 Basic Coordinates 和 Link Constraint
数矢量法、 拆杆法等
Equations 的形式对机构进行表达。以下是两种方法 在机构表达上的比较。 以图 1 中的惠氏急回机构( 牛头刨 ) 为例[ 7 ] 277- 288, 其中 O 2 A 为主动件, 两个闭环回路分别为 O 1 O 2 A 和 O 1 BCD, 则建立如下约束方程组 r 1 cos 1 + r 2 cos 2 = r 3 cos r 1sin 1 + r 2 sin 2 = r 3sin
T J kJk + - 1 T ! kI ) J kFk [ 5] 867- 879