综合运动求交与约束求并的机构自由度分析方法

作者:卢文娟; 李兴艳; 孙迪贺; 曾嘉豪; 樊大宝; 曾达幸
来源:机械设计与研究, 2023, 39(02): 75-80+89.
DOI:10.13952/j.cnki.jofmdr.2023.0067

摘要

过约束的存在是导致机构实际自由度和计算自由度出现不一致的根本所在,针对这个问题提出一种综合运动求交与约束求并的自由度分析方法。首先,借助数学符号描述机构的运动特征和约束特征,明确分支和动平台相关参数的表示形式,阐述自由度分析求解的基本步骤;其次,基于图谱法的线图元素清晰、直接的表达机构运动和约束的关系,从避开过约束的角度提出基于运动求交的机构自由度直接分析方法;然后,面向多自由度分支组成的并联机构,将过约束视作一般约束,提出基于约束求并的机构自由度间接分析方法;最后,建立综合运动求交与约束求并的机构自由度分析方法,并通过两种典型的机构算例验证了其应用于复杂机构自由度分析的高效性和实用性。该自由度分析方法统一两种思路的表达形式,计算简单,逻辑严谨,不仅为含过约束机构的自由度求解提供了思路,也为后续的机构综合研究提供了参考。

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