机构的组合与创新设计
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。
机构组合创新设计案例
机构组合创新设计案例你有没有过这样的烦恼？想养些花花草草让家里有点生机，可老是忘记给它们浇水，结果花花草草们都变得无精打采的。
我就有过这样的经历，不过后来我灵机一动，搞了个超酷的自动浇花机构组合，现在我的花们都活得可滋润啦！一、整体构思我先想啊，这个自动浇花装置得有个能储存水的地方，就像个小水库一样。
然后呢，得有办法让水按照我想要的速度和量流到花盆里。
再就是，这个装置得知道什么时候该浇水，什么时候不该浇。
二、机构选择与组合1. 水箱储存水源的“大胃王”我找了个大塑料桶，这就是我的水箱啦。
它就像一个耐心等待的大水怪，默默地储存着足够的水。
这个塑料桶很普通，就是家里以前装东西剩下的，不过它的容量还挺大的，能装个十几升水呢。
2. 滴灌管精准送水的“小细管”滴灌管是这个组合里很关键的部分。
我在网上买了一些便宜的滴灌管，这些小细管就像一个个小吸管。
我把滴灌管的一端连接到水箱的底部，另一端呢，就放在花盆里。
滴灌管上有很多小小的滴头，水就会一滴一滴地从这些滴头里流出来，这样就能很精准地控制浇到花盆里的水量了。
就好像每个滴头都是一个小小的水龙头，而且是那种超级节约的水龙头。
3. 定时器聪明的浇水“小管家”这可是个很智能的家伙。
我买了一个简单的电子定时器，它可以设定在每天的某个时间打开和关闭水流。
比如说，我设定它每天早上8点开始浇水，每次浇水10分钟。
这样，不管我在不在家，这个定时器就像一个小管家一样，到点了就会让水从水箱通过滴灌管流到花盆里。
这个定时器就像一个会看时间的小精灵，让整个浇花过程变得井井有条。
4. 水位传感器警惕的“水侦探”（可选）为了防止水箱里的水没了我还不知道，我还加了个水位传感器。
这个水位传感器就像一个潜伏在水箱里的水侦探。
当水箱里的水位低到一定程度的时候，它就会发出信号。
我把这个信号连接到一个小灯上，当灯亮的时候，我就知道该给水箱加水了。
不过这个部分相对来说比较高级一点，如果不想那么复杂，也可以时不时自己去看看水箱的水位。
机构组合创新设计方法
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
组合机构的创新设计报告
组合机构的创新设计报告1. 引言组合机构作为一种机械传动装置，在工程应用中具有广泛的应用。
然而，传统的组合机构在设计和使用上存在一些问题，如结构复杂、体积庞大、能耗高等。
为了解决这些问题，本报告基于创新设计思路，对组合机构进行了改进和优化，并提出了新型的设计方案。
2. 设计目标本次创新设计的目标是设计一种体积小、能耗低、结构简单且稳定可靠的组合机构。
为了实现这一目标，我们采用了以下设计原则：- 以简单为美：尽量简化组合机构的结构，减少零部件数量，降低制造和维护成本。
- 功能集成化：将多个功能和工作模式集成在一个组合机构中，提高机构的灵活性和适用性。
- 算法优化：利用优化算法对组合机构进行设计和控制，提高机构的性能和效率。
3. 设计方案基于以上的设计目标和原则，我们提出了以下新型的设计方案：3.1 模块化设计通过将组合机构的各个功能模块化，可以提高整体机构的稳定性和可靠性。
同时，模块化设计也方便了组合机构的制造和维护。
我们将组合机构分为三个主要的功能模块：输入模块、传动模块和输出模块，并采用标准的接口设计，使得不同模块可以互相替换和升级。
3.2 集成式传动传统的组合机构通常由多个传动装置组成，造成结构复杂，体积庞大的问题。
我们提出了一种集成式传动方案，将多个传动装置集成到一个单一的模块中。
这样一方面可以减少组合机构的体积，另一方面也提高了机构的稳定性和可靠性。
3.3 神经网络优化为了进一步提高组合机构的性能和效率，我们采用了神经网络优化算法对机构进行设计和控制。
通过训练神经网络模型，可以使组合机构自动优化参数和控制策略，以达到最佳的工作状态。
这不仅提高了机构的灵活性和适用性，还能够根据实时情况进行智能调整和优化。
4. 实施方案4.1 原型设计我们基于上述方案设计了一种新型的组合机构原型，并进行了实际制造和测试。
该原型采用了模块化设计和集成式传动方案，结构简单、体积小、能耗低且稳定可靠。
同时，我们使用神经网络优化算法对机构进行了参数调整和控制优化，进一步提高了机构的性能和效率。
机构组合创新设计方法及其实例PPT(16张)
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。
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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。
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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。
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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。
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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。
机构组合创新设计方法及其实例(ppt 16页)
谢 谢！
Thank you
在我的印象里，他一直努力而自知，每天从食堂吃饭后，他总是习惯性地回到办公室看厚厚的专业书不断提升和充实自己，他的身上有九零后少见的沉稳。同事们恭喜他，大多看 到了他的前程似锦，却很少有人懂得他曾经付出过什么。就像说的：“如果这世上真有奇迹，那只是努力的另一个名字，生命中最难的阶段，不是没有人懂你，而是你不懂自已。” 而他的奇迹，是努力给了挑选的机会。伊索寓言中，饥饿的狐狸想找一些可口的食物，但只找到了一个酸柠檬，它说，这只柠檬是甜的，正是我想吃的。这种只能得到柠檬，就说 柠檬是甜的自我安慰现象被称为：“甜柠檬效应”。一如很多人不甘平庸，却又大多安于现状，大多原因是不知该如何改变。看时，每个人都能从角色中看到自已。高冷孤独的安 迪，独立纠结的樊胜美，乐观自强的邱莹莹，文静内敛的关睢尔，古怪精灵的曲筱绡。她们努力地在城市里打拼，拥有幸或不幸。但她依然保持学习的习惯，这样无论什么事她都 有最准确的判断和认知；樊胜美虽然虚荣自私，但她努力做一个好HR，换了新工作后也是拼命争取业绩；小蚯蚓虽没有高学历，却为了多卖几包咖啡绞尽脑汁；关睢尔每一次出镜 几乎都是在房间里戴着耳机听课，处理文件；就连那个嬉皮的曲筱潇也会在新年之际为了一单生意飞到境外……其实她们有很多路可以走：嫁人，啃老，安于现状。但每个人都像 个负重的蜗牛一样缓缓前行，为了心中那丁点儿理想拼命努力。今天的努力或许不能决定明天的未来，但至少可以为明天积累，否则哪来那么多的厚积薄发和大器晚成？身边经常 有人抱怨生活不幸福，上司太刁，同事太蛮，公司格局又不大，但却不想改变。还说：“改变干嘛？这个年龄了谁还能再看书考试，混一天是一天吧。”一个“混”字就解释了他 的生活态度。前几天我联系一位朋友，质问为什么好久不联系我？她说自已每天累的像一条狗，我问她为什么那么拼？她笑：“如果不努力我就活得像一条狗了。”恩，新换的上 司，海归，虽然她有了磨合几任领导的经验，但这个给她带来了压力。她的英语不好，有时批阅文件全是大段大段的英文，她心里很怄火，埋怨好好的中国人，出了几天国门弄得 自己像个洋鬼子似的。上司也不舒服，流露出了嫌弃她的意思，甚至在一次交待完工作后建议她是否要调一个合适的部门？她的脸红到了脖子，想着自己怎么也算是老员工，由她 羞辱？两个人很不愉快。但她有一股子倔劲，不服输，将近40岁的人了，开始拿出发狠的学习态度，报了个英语培训班。回家后捧着英文书死啃，每天要求上中学的女儿和自己英 语对话，连看电影也是英文版的。功夫不负有心人，当听力渐渐能跟得上上司的语速，并流利回复，又拿出漂亮的英文版方案，新上司看她的眼光也从挑剔变柔和，某天悄悄放了 几本英文书在她桌上，心里突然发现上司并没那么讨厌。心态好了，她才发现新上司的优秀，自从她来了后，部门业绩翻了又翻，奖金也拿到手软，自己也感觉痛快。她说：这个 社会很功利，但也很公平。别人的傲慢一定有理由，如果想和平共处，需要同等的段位，而这个段位，自己可能需要更多精力，但唯有不断付出，才有可能和优秀的人比肩而立。 人为什么要努力？一位长者告诉我：“适者生存。”这个社会讲究适者生存，优胜劣汰。虽然也有潜规则，有套路和看不见的沟沟坎坎，但一直努力的人总会守得云开见月明。有 些人明明很成功了，但还是很拼。比如剧中的安迪，她光环笼罩，商场大鳄是她的男闺蜜，不离左右，富二代待她小心呵护，视若明珠，加上她走路带风，职场攻势凌历，优秀得 让身边人仰视。这样优秀的人，不管多忙，每天都要抽出两个小时来学习。她的学习不是目的，而是能量，能让未来的自己比过去更好一些。现实生活中，努力真的重要，它能改 变一个人的成长轨迹，甚至决定人生成败。有一句鸡汤：不着急，你想要的，岁月都会给你。其实，岁月只能给你风尘满面，而希望，唯有努力才能得到！9、懂得如何避开问题的 人，胜过知道怎样解决问题的人。在这个世界上，不知道怎么办的时候，就选择学习，也许是最佳选择。胜出者往往不是能力而是观念！在家里看到的永远是家，走出去看到的才 是世界。把钱放在眼前，看到的永远是钱，把钱放在有用的地方，看到的是金钱的世界。给人金钱是下策，给人能力是中策，给人观念是上策。财富买不来好观念，好观念能换来 亿万财富。世界上最大的市场，是在人的脑海里！要用行动控制情绪，不要让情绪控制行动；要让心灵启迪智慧，不能让耳朵支配心灵。人与人之间的差别，主要差在两耳之间的 那块地方！人无远虑，必有近忧。人好的时候要找一条备胎，人不好的时候要找一条退路；人得意的时候要找一条退路，人失意的时候要找一条出路！孩子贫穷是与父母的有一定 的关系，因为他小的时候，父母没给他足够正确的人生观。家长的观念是孩子人生的起跑线！有什么信念，就选择什么态度；有什么态度，就会有什么行为；有什么行为，就产生 什么结果。要想结果变得好，必须选择好的信念。播下一个行动，收获一种习惯；播下一种习惯，收获一种性格；播下一种性格，收获一种命运。思想会变成语言，语言会变成行
第12章知识资料机构组合与创新设计(2)
一、基本要求 二、基本概念和基础知识 三、学习重点及难点 四、例题精选 五、试题自测及答案
一、基本要求
1 . 了解基本机构的概念、类型及其运动特性。 2 . 了解机构组成原理与机构创新设计。 3 . 了解机构组合方法（串联组合、并联组合、叠
加组合、封闭组合）与创新设计。
机构的串联组合
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。机构串联组合的目的主要是改变后置 机构的运动速度或运动规律。
机构的并联组合
若干个单自由度的基本机构的输入构件连接在 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； 或有共同的输入构件与输出构件的连接，称为并行 连接。其特征是各基本机构均是单自由度机构。并 联组合的目的主要是改变机构的动力性能，有时也 用于实现运动的分解或运动的合成。
第三套机构是由7-8-9-10组成的液压 缸机构，叠加在第二套机构的小转 臂7上，最终使铲斗10完成复杂的挖 掘动作。
五、试题自测及答案（1、2、3、4）
1. 试对图示牛头刨床导杆机构的组合方式进行分析。
解
图示牛头刨床的导杆机构为机构的串联组合方式，前置机构 为转动导杆机构，输出杆BE作非匀速运动，从而使从动件4 实现近似匀速往复移动。其中转动导杆机构ABD为前置子机 构，曲柄1为主动件，绕固定轴A匀速转动，使该机构的从动 件2输出非匀速转动。
把各种II级杆组和III级杆组连接到原动件和机 架上，可以组成简单机构；再把各种II级杆组和 III级杆组连接到简单机构的从动件上，可以组成 复杂的机构。依此类推，可以组成各种各样的、 能实现不同功能目标的新机构。
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。
机构的组合与创新设计
C B
A
D
B
C
A
z1
o2
H
z2
o1
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。
C
A B
I 型封闭组合机构
D
F
III 型封闭组合机构
封闭组合实例
第七节 其他类型的机构组合与创新 设计
一、机构的混合组合方法 工程中的实用机构系统中，经常联合使用上述组合方法，称为混合组合法。如串联组合后再并
联组合，串联组合后再叠加杆组组合等。
二、附加约束组合法
附加约束组合法是指在多自由度机构中，人为地增加约束条件，从而达到创新设计的目的。
连接级杆组 RRP杆组连接到原动件和机架上
B +
C A
D B
E
A
C
B C
A
+ D
E
RRR杆组连接到原动件和机架上
+B A
C
B
=
D A
RRR杆组连接机构的从动件 和机架上
B =
A
CE D
C
D+
E
F G
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)
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
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
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
机构的并联组合与创新设计
与创新设计1基本概念若干个单自由度基本机构的输入构件连接在一起，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；或有共同的输入构件与输出构件的连接，称为并行连接。
根据并联机构输入与输出特性的不同，分为三种并联组合方法。
分类2各机构有共同的输入件，保留各自的输出运动的连接方式，称为Ⅰ型并联；I型并联机构并联组合框图各机构有各自的输入件，保留相同输出运动的连接方式，称为Ⅱ型并联分类2各机构有共同的输入运动和共同的输出运动的连接方式，称为Ⅲ型并联。
Ⅱ型并联机构并联组合框图Ⅲ型并联机构并联组合框图3组合示例Ⅰ型并联组合3组合示例Ⅰ型并联组合组合示例3Ⅱ型并联组合Ⅲ型并联组合示意图串联机构组合的目的主要是改变后置机构的运动速度或运动规律并联机构的组合目的主要是改变机构的动力性能，有时也用于实现运动的分解或运动的合成。
并联组合的基本原则1.对称并联相同机构实现机构的平衡2.实现运动的分解与合成3.改善机构受力状态4.同类机构或不同类机构都可以并联组合1对称并联相同机构，实现机构的平衡通过对称并联同类机构，可以实现机构惯性力的部分平衡与完全平衡。
利用I型并联组合可实现此类目的。
2实现运动的分解与合成I型并联组合可以实现运动的分解，II型并联组合可以实现运动的合成。
改善机构受力状态(1/2)3III型并联组合机构可使机构的受力状况大大改善，因而在冲床、压床机构中得到广泛的应用。
插入动画改善机构受力状态(2/2)3三个平动齿轮共同驱动一个外齿轮减速输出，不但增加了运动平稳性，而且改善了传力性能。
4同类机构也可以并联组合，不同类机构也可以并联组合为并联组合的设计提供了广泛的应用前景。
第五章 机构组合原理与创新
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例2： 拨盘匀速转动，槽 轮角速度如何变化？
通过双曲柄机构使拨 盘变速转动，补偿拨 销在槽轮槽内径向位 置变化
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机构尺寸条件：OA=OB,AC=BC,AD=BE 8的一个行程两棘爪个推动棘轮转45度
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机构尺寸条件： AB=CD,BE=DE, AB、CD与气缸夹角相同 王树才
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II型并联机构用于改善输出 件的运动、轨迹、受力， 可使机构获得动平衡
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3）前置机构为齿轮机构 齿轮机构 连杆机构
齿轮机构
齿轮机构 齿轮机构 齿轮机构
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凸轮机构
齿轮机构 槽轮机构 棘轮机构 华中农业大学
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2、 II型串联
II型串联机构一般利用连杆机构中的连杆或周转轮系 中的行星齿轮作为前置机构的输出构件，利用联接 处的特殊轨迹，使输出件实现所需要的运动规律。
基础机构
附加机构
II 型复合式组合机构
附加机构 基础机构 华中农业大学
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III 型复合式组合机构 王树才
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输出构件与基础机构的哪一个构件连接。
二、 机构叠加组合的关键问题
2、II型叠加组合机构中，动力源安装在基础 机构的可动构件上，驱动附加机构的一个可动 构件，按附加机构数量依次连接即可。 (例如图5-32 机械手机构)
3、I型叠加机构的连接方式较为复杂，但也
工程中的实用机构系统中，经常联合使用
上述组合方法，称为混合组合法。如串联组合
后再并联组合，串联组合后再叠加杆组组合等。
二、附加约束组合法
附加约束组合法是指在多自由度机构中， 人为地增加约束条件，从而达到创新设计的目 的。
B C 工程中，附加约束 一般采用具有复杂 曲线结构的高副
A D
用凸轮机构约束五杆机构C点的运动
Z2 H
Z2 H Z1
Z5
Z4
Z1
Z1
Z3
Z‘3
Z3
Z3
Z‘3
差动轮系
I型封闭机构
III型封闭组合机构
I 型封闭组合机构
B
D
C O A
E
基础机构：OABCD
封闭机构：凸轮机构 封闭机理：两个连架杆OA、CD分别与凸轮与推杆固结
Ⅱ 型封闭组合机构
基础机构：差动轮系1、2、3、H 附加机构：1）四杆机构，2）齿轮啮合Z1和Z4
第五章 机构的组合与创新设计
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
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。
叠加组合实例
⊙y
Z
图5-33 全方位空间转动的天线
II型叠加组合机构
叠加组合优缺点
• • • • 可实现复杂的运动要求 机构的传力功能较好 可减少传动功率 但设计构思难度较大
第六节 机构的封闭组合与创新设计
一、机构的封闭组合
1、基本概念
一个两自由度机构中的两个输入构件或两
个输出构件或一个输入构件和一个输出构件用
1 2 2 3.5 3 5
3n 2p 1
n
4 6.5
5 8
6 9.5
7 11
p
第一列： 1杆2副
第三列： 3杆5副
第三列： 3杆5副
封闭两个输入 C点是输出
两个封闭机构 齿轮啮合与凸 轮机构
C点的输出经 附加机构GHF 反馈到输入DE
第七节 其他类型的机构组合与创新 设计
一、机构的混合组合方法
机构1 前置机构
机构2 后置机构
II型串联
C B
E
I型串联组合
D F
A
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
Z2
A D
II型串联组合
前置机构中做复杂运动的构件与后置机构的 原动件连接。
二、机构串联组合基本思路
1、实现后置机构的速度变换
2、实现后置机构的运动变换
3、串联时运动链尽量要短（在满足要求前提下）
III 型封闭组合机构
基础机构：两自由度涡轮蜗杆传动机构 封闭机构：凸轮机构 封闭机理：封闭涡轮转动（输出）和蜗杆的移动（输入）
二、 封闭组合的基本思路
封闭组合的前提是两自由度的基础机构
和单自由度的的组合，组合而成的新机构是组
合机构，基本组合思路如下。
1、常见的基础机构主要有五杆机构和
差动轮系机构，附加封闭机构可以是齿轮机构、
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
A D H
o2
B
C
z2
o1
A
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。
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
由度的机构。
2、串联组合分类
机构1
前置机构
连接点选在前置机构作简单运 动的构件上（摇杆、曲柄或导 杆等）
机构2
后置机构
I型串联
连接点选在前置机构作 复杂平面运动的构件上 （中间的连杆或行星轮 等）
3R杆组(以三个内接副开始)
R R R R R R P R P R P
级杆工程应用不多， 但随着运动、受力等 分析方法的完善，正 在受到重视
P
R R P P
R
R
R
3R3R
3R2RP
3RR2P
3R3P
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。
基础机构
D
电机
A
一般情况下，以齿轮机构为附加机构，连 杆机构或齿轮机构为基础机构的叠加方式 应用较普遍
2)
II型叠加机构
户外摄影车机构 基础机构：平行四边形ABCD机构 附加机构：平行四边形BCEF机构
F
E
附加机构
C B
基础机构
D A
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
有规律性。
（1）齿轮机构为附加机构，连杆机构为基础机构：连接点选在附 加机构的输出齿轮和基础机构的输入连杆上。
B
附加机构
C
基础机构
D
电机
A
3、I型叠加机构规律
（2）基础机构是行星齿轮机构：附加齿轮机构安置在基础轮系的 系杆上 a）附加齿轮机构的系杆与基础机构的齿轮连接
图5-31b）
基础机构和附加机构 都为齿轮机构
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
输入 附加机构 基础机构 输出
来自基础机 构可动构件 上的动力源
主动件： 附加机构
附加机构
II 型封闭组合机构 1个附加机构封
闭基础机构的1 个输入和1个输 出
附加机构
基础机构
III 型封闭组合机构
3、封闭组合示例
二自由度的差动轮系中，封闭两个输入，或一个 封闭两个输入 封闭一个输入 输入和输出（系杆） Z1’-Z1 Z3’-Z3
Z3’-Z3 一个输出Z4-H
Z2 H
Z5 Z’1
机构1 机构2
INPUT OUTPUT
1) I型并联机构系统
机构1 机构2
2）II型并联机构系统
机构1
机构2
3）III型并联机构系统
3、并联组合实例
B C A
I型并联组合机 构可实现机构 的惯性力平衡
C B
I型并联机构
C4 C1 B O C3 C2
II型并联组合 机构可实现 运动的合成
A
II型并联机构
二、附加约束组合法
附加约束组合法是多
自由度转化为单自由
加装了制动器B后可改 变系杆的转速
度机构且能完成特定
运动的有效创新方法
n1 z1 n3 z 3 nH z1 z 3 n1 z1 nH z1 z 3
本章内容是机构创新设计的重要内容 复习及思考题
1、常用机构组合方法。
2、Ⅱ级杆组与Ⅲ级杆组的构件数和运动副数
3、Ⅱ级杆组与Ⅲ级杆组的类型及组成原理的基本思路
4、串联组合的分类及基本思路
5、并联组合的分类及基本思路
6、叠加组合的分类及叠加机理，Ⅰ型叠加的规律（p77） 7、封闭组合的分类、机理及封闭机构应满足的条件 8、附加约束组合法 9、会分析并设计各类组合
1) I型叠加机构
附加、基础机 构分别有自己 的动力源
2) II型叠加机构
输入 附加机构 基础机构 输入
输出
1)
I型叠加机构
Z2 Z1
电机 H Z3 Z4
H
Z1 Z 3 nH n1 Z2Z4
附加机构：蜗杆传动机构（z1，z2） 基础机构：行星轮系（z3，z4）
1)
I型叠加机构 附加机构
B C
3、I型叠加机构规律
（2）基础机构是行星齿轮机构：附加齿轮机构安置在基础轮系的 系杆上 b）附加齿轮机构的齿轮与基础机构的齿轮连接
Z2 Z1
H
Z3
Z4
图中,附加机构的蜗轮与基础机构的行星轮连接
叠加创新实例
• • • • 需求：实现天线空间全方位转动任务 分析：单自由度的平面机构难以实现 构思：用叠加组合 具体：附加机构绕水平轴旋转，基础机构 绕垂直轴旋转，二者合成可实现空间全方 位转动
凸轮机构和四杆机构，有时也用间歇运动机构
作为封闭机构。
2、附加机构封闭基础机构的两个输入运 动或两个输出运动简便易行，工程中的应用最 为广泛。 3、附加机构封闭基础机构的一个输入 构件和一个输出构件，把输出运动再反馈回输 入构件。
附加机构（添加机构）应满足的条件
基础机构 组合机构
3n1 2 p1 2 3n2 2 p2 1