1、2022年4月11日理論力學(xué)CAI 剛體平面運動學(xué)1剛體的平面運動剛體的平面運動 剛體的運動過程表現(xiàn)為剛體的位形不斷的變化剛體的運動過程表現(xiàn)為剛體的位形不斷的變化 剛體剛體位形的坐標位形的坐標 q 是時間是時間t 的函數(shù)的函數(shù) 平面運動的分類平面運動的分類q剛體的平面平移運動剛體的平面平移運動(平動平動)q剛體的平面定軸轉(zhuǎn)動剛體的平面定軸轉(zhuǎn)動q剛體的平面一般運動剛體的平面一般運動 TTTttytxttt rq剛體平面運動學(xué)稱為位形坐標的時間歷程稱為位形坐標的時間歷程EXIT2022年4月11日理論力學(xué)CAI 剛體平面運動學(xué)2剛體的平面運動/平動 剛體的平動剛體的平動 EXIT 剛體運動的每個瞬

2、時，其連體基或固結(jié)剛體上的任意剛體運動的每個瞬時，其連體基或固結(jié)剛體上的任意直線始終保持平行直線始終保持平行 2022年4月11日理論力學(xué)CAI 剛體平面運動學(xué)3剛體的平面運動/平動 T011T1T11yxttt rq T022T2T22yxttt rq0)(t常數(shù)常數(shù)EXIT1tt 剛體的位形剛體的位形2tt 剛體的位形剛體的位形剛體平動的特征剛體平動的特征2022年4月11日理論力學(xué)CAI 剛體平面運動學(xué)4剛體的平面運動/定軸轉(zhuǎn)動 剛體的定軸轉(zhuǎn)動剛體的定軸轉(zhuǎn)動EXIT在運動過程中，剛體上某點始終保持不動，且繞過該點的垂直在運動過程中，剛體上某點始終保持不動，且繞過該點的垂直運動平面的軸作轉(zhuǎn)

3、動運動平面的軸作轉(zhuǎn)動2022年4月11日理論力學(xué)CAI 剛體平面運動學(xué)5剛體的平面運動/定軸轉(zhuǎn)動 T100T1T11yxttt rq取該不動點為剛體連體基的基點取該不動點為剛體連體基的基點 T200T2T22yxttt rq常值陣常值陣 0rtr常矢徑常矢徑 0rrtEXIT2tt 剛體的位形剛體的位形1tt 剛體的位形剛體的位形剛體定軸轉(zhuǎn)動的特征剛體定軸轉(zhuǎn)動的特征2022年4月11日理論力學(xué)CAI 剛體平面運動學(xué)6剛體的平面運動/例例例 圖示一四連桿機構(gòu)。兩搖臂等長，均為圖示一四連桿機構(gòu)。兩搖臂等長，均為1m。搖臂搖臂B1 相對公相對公共基的轉(zhuǎn)角共基的轉(zhuǎn)角1 1的變化規(guī)律為的變化規(guī)律為 1

4、1 0.5+ +2t (rad) B1B2EXIT分別寫出在時間區(qū)間分別寫出在時間區(qū)間0 1s內(nèi)搖臂內(nèi)搖臂與與連桿連桿B2的位形的位形（時間間隔為（時間間隔為0.2s） 2022年4月11日理論力學(xué)CAI 剛體平面運動學(xué)7剛體的平面運動/例 解解 建立搖臂與連桿的連體建立搖臂與連桿的連體基基 B1 ：搖臂搖臂 B2 ：連桿連桿22eC11eCeO 建立公共參考基：建立公共參考基：EXIT2022年4月11日理論力學(xué)CAI 剛體平面運動學(xué)8剛體的平面運動/例搖臂搖臂B1作定軸轉(zhuǎn)動作定軸轉(zhuǎn)動T100)(tr0)(2t 連桿連桿B2作平動作平動搖臂與連桿位形坐標的時間歷程搖臂與連桿位形坐標的時間歷程

5、tx1y1 10.00.00.00.50.20.00.00.90.40.00.01.30.60.00.01.70.80.00.02.11.00.00.02.5EXIT 四連桿四連桿機構(gòu)兩搖臂等長機構(gòu)兩搖臂等長 1 1 0.5+ +2t (rad) x2y2 20.5400.4790.00.6220.7830.00.2670.9640.0-0.1290.9920.0-0.5050.8630.0-0.8010.5980.0112coscoslx112sinsinly2022年4月11日理論力學(xué)CAI 剛體平面運動學(xué)9剛體的平面運動/定軸轉(zhuǎn)動機械臂中兩臂各做什么運動機械臂中兩臂各做什么運動內(nèi)臂內(nèi)臂定

6、軸運動定軸運動EXIT外臂外臂定軸運動？定軸運動？相對內(nèi)臂相對內(nèi)臂相對基座相對基座平動平動定軸運動定軸運動定軸運動定軸運動2022年4月11日理論力學(xué)CAI 剛體平面運動學(xué)10剛體的平面運動/平面一般運動 剛體的平面一般運動剛體的平面一般運動 連體基相對于參考基的姿態(tài)與它連體基相對于參考基的姿態(tài)與它相對于的平動參考基的姿態(tài)一致相對于的平動參考基的姿態(tài)一致berese參考基參考基平動參考基平動參考基連體基連體基EXIT TTTttytxtttCCC rqbxbyCrxryOCxCyCrsysx 結(jié)論：在研究連體基相對于參考基的姿態(tài)時，可不結(jié)論：在研究連體基相對于參考基的姿態(tài)時，可不考慮基點的移動考慮基點的移動2022年4月11日理論力學(xué)CAI 剛體平面運動學(xué)11剛體的平面運動/平面一般運動 平面一般運動的分解平面一般運動的分解EXIT2022年4月11日理論力學(xué)CAI 剛體平面運動學(xué)12剛體的平面運動/平面一般運動 平面一般運動的分解平面一般運動的分解EXIT2022年4月11日理論力學(xué)CAI 剛體平面運動學(xué)13剛體的平面運動/平面一般運動 平面一般運動的分解平面一般運動的分解結(jié)論：在剛體平結(jié)論：在剛體平面運動的定性面運動的定性分析時可將剛分析時可將剛體的平面一般體的平面一般運動分解為剛運動分解為剛體的平動與剛體的平動與剛體定軸轉(zhuǎn)動體定軸轉(zhuǎn)動EXIT先轉(zhuǎn)動后平動先轉(zhuǎn)動后平動