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文檔簡介
第2章常用機構目錄
機構的表達2
常用機構的特點及應用3機構的組成1子目錄運動副2運動鏈與機構3構件1機構的類型4構件什么是構件(link)?機構中的獨立運動單元體。組成機構的各個機件稱為構件。曲軸連桿活塞缸體構件與零件的區(qū)別零件是組成機械結構的基本單元,為制造單元體。構件是組成機構的基本單元,為運動單元體。可以是一個零件,也可由幾個零件固連而成。連桿:1個構件,若干個零件構件曲軸:1個構件,1個零件構件鉸鏈四桿機構活動構件機架構件的分類
機架與活動構件主動件(或原動件)與從動件活動構件活動構件主動件從動件從動件運動副運動副(鉸鏈):兩個構件之間直接接觸所形成的可動聯(lián)接。轉動副移動副齒輪副凸輪副螺旋副球面副自由度f:構件所具有的獨立運動的數(shù)目,或確定構件位置所需的獨立變量的數(shù)目。自由構件(空間):f=6自由構件(平面):f=3約束(度)c
:運動副對構件獨立運動所加的限制。Maxwell原理:運動副的自由度與約束度之和為6。
f+c=6運動副運動副的分類高副:點或線接觸的運動副,如齒輪副和凸輪副。按相對運動的位置分類平面運動副空間運動副
按接觸形式分類低副高副按相對運動類型分類轉動副移動副按運動副引入的約束數(shù)分類I級副V級副低副:面接觸的運動副,如移動副,轉動副和球面副。運動副按接觸部分的幾何形狀分類:按接觸形式分類:按引入的約束數(shù)目分類:按相對運動形式分類:轉動副運動副按接觸部分的幾何形狀分類:按接觸形式分類:按引入的約束數(shù)目分類:按相對運動形式分類:移動副運動副常見低副的類型及其代表符號運動副對高副自由度的重新認識兩自由度高副單自由度高副運動副廣義運動副、復雜鉸鏈、等效鉸鏈、柔性鉸鏈多個滾子軸承組成的轉動副折紙藝術品中的折痕等效為轉動副依靠簧片變形產生運動的柔性鉸鏈平行四邊形機構等效為移動副傳統(tǒng)運動副的概念擴展構件與零件的區(qū)別是什么?一個機構中最多有幾個機架?機構中是否一定存在運動副?移動副和球面副是否可以通過轉動副(的組合)來實現(xiàn)?思考題運動鏈運動鏈:把若干個構件用運動副連接起來所形成的構件系統(tǒng)。運動鏈的分類
開鏈
運動鏈未構成封閉圖形閉鏈
運動鏈構成封閉圖形運動鏈混鏈
運動鏈局部構成封閉圖形單環(huán)、多環(huán)、多環(huán)耦合運動鏈多環(huán)耦合運動鏈InterconnectedHybridFlexureSystems(Hopkins,2016)可展天線運動鏈與機構之間的關系機構必須有一個構件為機架機構的各構件都有確定的運動機構:
傳遞或變換確定運動的運動鏈。原動件從動件從動件機架運動鏈機構結構:三桿運動鏈(靜定結構)六桿運動鏈(超靜定結構)構件之間無相對運動(結構或桁架)。
運動鏈與機構為什么稱為可展結構而不是可展機構?DeployablestructuresDeployablelinkageFoldable?Origami可展結構21學科前沿|折展機構一般運動鏈:五桿運動鏈(1個原動件)構件間相對運動不確定。
運動鏈與機構按構件相對運動所在空間的特性分類機構的分類顎式破碎機飛機起落架收放機構萬向聯(lián)軸節(jié)平面機構球面機構空間機構按構件或(及)運動副的剛柔特性分類機構的分類大行程并聯(lián)XY柔性精密定位平臺撲翼式機器魚剛性機構柔性機構全向并聯(lián)跟蹤裝置剛柔耦合機構軟體機構(機器人)運動鏈具有確定的運動機構結構(桁架)一般運動鏈相對運動不確定無相對運動小結構件與運動副的組合系統(tǒng)思考題試給出幾種常見的開鏈、閉鏈以及混鏈結構,并思考各自的優(yōu)缺點?借助網(wǎng)絡等資源,試給出柔性機構的5個優(yōu)點。子目錄構件與運動副的符號表示2機構運動簡圖的繪制步驟3機構運動簡圖的概念1機構的其他表示方法4機構的運動分析只關心構件之間的連接與相對位置機械系統(tǒng)運動方案設計時也不太關注實際結構和形狀雖然直觀但很復雜問題引入雖然清晰但難繪制機構如何表達?實體圖CAD圖機構運動簡圖偏心輪機構及其機構運動簡圖偏心輪機構及其機構運動簡圖用國標(GB)規(guī)定的簡單符號和線條代表運動副和構件,并按一定比例尺表示機構的運動尺寸,繪制出表示機構的簡明圖形。這種能表達機構運動的簡化圖形稱為機構運動簡圖。機構運動簡圖與原機械具有完全相同運動特性。運動副構件機構運動簡圖的概念
二副桿三副桿四副桿常用構件構件與運動副的符號表示構件與運動副的符號表示常用構件常用運動副構件與運動副的符號表示1.分析機構運動,弄清構件數(shù)目;2.判定運動副的類型;3.選擇視圖投影面,選擇比例尺;4.用規(guī)定符號繪制出各運動副;5.用規(guī)定符號繪制出各構件;6.構件和運動副分別編號;7.標明主動件。機構運動簡圖的繪制步驟長度比例尺
l=實際尺寸(m)/圖示尺寸(mm)運動副用A,B,C,…編號構件用1,2,3,…編號;已知:圖示偏心輪機構。實例之一:偏心輪機構
求:繪制機構的運動簡圖。1.機構有哪些構件所組成?偏心輪連桿滑塊機架1.機構有哪些構件所組成?2.各活動構件作何種形式的運動?偏心輪-定軸轉動連桿-平面一般運動滑塊-水平往復移動1.機構有哪些構件所組成?2.各活動構件作何種形式的運動?3.有幾個何種類型的運動副?轉動副—偏心輪&機架轉動副—連桿&滑塊轉動副—偏心輪&連桿移動副—滑塊&機架1.機構有哪些構件所組成?2.各活動構件作何種形式的運動?3.有幾個何種類型的運動副?4.選擇視圖投影;5.選擇比例尺
l=0.001m/mm;6.用規(guī)定的符號表示運動副;1.機構有哪些構件所組成?2.各活動構件作何種形式的運動?3.有幾個何種類型的運動副?4.選擇視圖投影;5.選擇比例尺
l=0.001m/mm;6.用規(guī)定的符號表示運動副;1.機構有哪些構件所組成?2.各活動構件作何種形式的運動?3.有幾個何種類型的運動副?4.選擇視圖投影;5.選擇比例尺
l=0.001m/mm;6.用規(guī)定的符號表示運動副;7.用規(guī)定的符號表示構件;1.機構有哪些構件所組成?2.各活動構件作何種形式的運動?3.有幾個何種類型的運動副?4.選擇視圖投影;5.選擇比例尺
l=0.001m/mm;6.用規(guī)定的符號表示運動副;7.用規(guī)定的符號表示構件;8.對構件和運動副編號;1234ABC1.機構有哪些構件所組成?2.各活動構件作何種形式的運動?3.有幾個何種類型的運動副?4.選擇視圖投影;5.選擇比例尺
l=0.001m/mm;6.用規(guī)定的符號表示運動副;7.用規(guī)定的符號表示構件;8.對構件和運動副編號;9.標明原動件。1234ABC11.機構有哪些構件所組成?2.活動構件作何種形式的運動?3.有幾個何種類型的運動副?4.選擇視圖投影;5.選擇比例尺
l=0.001m/mm;6.用規(guī)定的符號表示運動副;7.用規(guī)定的符號表示構件;8.對構件和運動副編號;9.標明原動件。1234ABC分析構件及其運動分析運動副及其類型選擇視圖及比例尺繪制機構運動簡圖完善機構運動簡圖已知:小型壓力機
求:繪制機構的運動簡圖實例之二:小型壓力機1、分析機構中的構件及其運動形式2、確定運動副的類型3、選擇投影面和長度比例尺4、選擇機構運動中的一個狀態(tài)5、用規(guī)定的符號繪圖運動副和構件6、構件編號:1、2、3…;運動副編號:A、B、C…7、標明原動件及其運動方向機構運動簡圖的繪制步驟:1、分析機構中的構件及其運動形式主動件執(zhí)行構件偏心輪1齒輪1
連桿2滑桿3桿4齒輪6
槽凸輪6滑塊7壓頭8轉動轉動轉動轉動平面一般運動平面一般運動移動移動+轉動移動滾子5移動+轉動2.沿著傳動路線,分析相鄰構件之間的相對運動關系,確定運動副類型2.沿著傳動路線,分析相鄰構件之間的相對運動關系,確定運動副類型構件構件運動副類型機架9偏心輪1(齒輪1
)轉動副偏心輪1連桿2轉動副連桿2滑桿3轉動副滑桿3連桿4轉動副滑桿3機架9移動副齒輪1
齒輪6
齒輪副(高副)凸輪6機架9轉動副凸輪6滾子5凸輪副(高副)滾子6連桿4轉動副連桿4滑塊7移動副滑塊7壓頭8轉動副壓頭8機架9移動副1、
清楚表達機構的主體部分;2、盡可能反映機構的全面運動;3、
可以選擇其他視圖平面作為補充。3.選擇適當?shù)囊晥D平面和長度比例尺視圖選擇原則:選擇長度比例尺:
l=0.001m/mm4、選擇機構運動中的一個狀態(tài)5、用規(guī)定的符號繪圖運動副和構件4、選擇機構運動中的一個狀態(tài)5、用規(guī)定的符號繪圖運動副和構件4、選擇機構運動中的一個狀態(tài)5、用規(guī)定的符號繪圖運動副和構件A16、構件編號:1、2、3…;運動副編號:A、B、C…923451
6
78O1BO26CDGFHIJEA17、標明原動件及其運動方向923451
6
78BO26CO1DFHIJE1.機構有哪些構件所組成?
活動構件作何種形式的運動?2.有幾個何種類型的運動副?3.選擇視圖投影;
選擇比例尺
l=0.001m/mm;4.用規(guī)定的符號表示運動副;
用規(guī)定的符號表示構件;5.對構件和運動副編號;6.標明原動件。分析構件及其運動分析運動副及其類型選擇視圖及比例尺繪制機構運動簡圖完善機構運動簡圖字母符號表示結構表達實例:四桿機構直接采用運動鏈(或機構)中所含運動副符號表征,并作為命名機構的一種方式拓撲圖表示運動示意圖只為表明機構的組成和結構特征,不嚴格按照比例所繪制的簡圖用簡單而特殊的符號所表示的構件(線條表示)和運動副相聯(lián)接后構成的一種平面結構圖用簡單而特殊的符號所表示的構件(圓圈表示)和運動副(線條表示)相聯(lián)接后構成的一種平面結構圖RRRR或4R機構機構的其他表示方法子目錄特殊連桿機構:直線機構2連桿機構1特殊連桿機構:并聯(lián)機構3棘輪機構4槽輪機構5不完全齒輪機構6螺旋機構7萬向聯(lián)軸節(jié)8優(yōu)點1:可傳遞較大的動力。1.連桿機構連桿機構的特點優(yōu)點2:加工制造比較容易,易獲得較高的精度。連桿機構的特點1.連桿機構優(yōu)點3:可以實現(xiàn)不同的運動規(guī)律和運動要求。連桿機構的特點1.連桿機構優(yōu)點4:連桿曲線形式多樣,可用來滿足不同軌跡的設計要求。連桿曲線連桿機構的特點1.連桿機構缺點:慣性力和慣性力矩不易平衡,因此不適用于高速傳動。連桿機構的特點1.連桿機構連桿機構的應用天宮1號發(fā)射架1.連桿機構飛機起落架收放機構連桿機構的應用1.連桿機構挖掘機連桿機構的應用1.連桿機構碼頭裝卸機升降平臺連桿機構的應用1.連桿機構電動伸縮門北航校門連桿機構的應用1.連桿機構雨傘中的連桿機構連桿機構的應用1.連桿機構KAZbrella反向折疊傘曲柄滑塊機構(cranksliderlinkages)連桿機構(linkages)是一類由若干個剛性構件通過低副聯(lián)接所組成的機構平面四桿機構對心型偏置型1.連桿機構A、B:整轉副C、D:擺動副連桿(coupler)—作平面運動的構件連架桿—與機架相聯(lián)作定軸轉動的構件鉸鏈四桿機構(four-barlinkages)ABDC1.連桿機構軌跡生成機構函數(shù)生成機構運動生成機構(或剛體導引機構)鑄造用沙箱翻轉機構草坪灑水器的驅動連桿機構圓軌跡復制機構仿圖儀機構(pantographlinkages)是哪一類機構?1.連桿機構
連桿曲線(couplercurve)1.連桿機構平面多桿機構平面五桿機構1.連桿機構空間單閉鏈機構
RSSR機構球面4R機構Bennett機構Sarrus機構1.連桿機構工業(yè)機器人(manipulators)典型的工業(yè)機器人組成1.連桿機構
工業(yè)機器人(manipulators)PPP型PPR型PRR型RRR型1.連桿機構
工業(yè)機器人(manipulators)GantrySCARAPUMAStanfordMotoman1.連桿機構并/混聯(lián)機構(parallel/hybridmechanisms)1.連桿機構直線機構的定義2.直線機構若機構中的某個構件上某點的(部分)運動軌跡為直線的機構,則稱為直線機構(straight-linelinkages)直線機構是一種特殊的點軌跡機構,除了直線機構之外,還有類似于繪圖儀機構的圓(弧)、橢圓軌跡機構直線機構的起源Watt的專利,1782
直線機構在機構學史中占有非常重要的位置,源于18世紀Watt在制造蒸汽機中的大沖程活塞導向裝置所產生的需求。當時還沒有高精度的導向手段(現(xiàn)在導引一點沿直線運動很容易通過導軌實現(xiàn),不過在Watt時代還沒有加工直線導軌的金屬加工機床),促使Watt發(fā)明了一種基于鉸鏈四桿機構的近似直線運動機構。2.直線機構直線機構的發(fā)展歷史直線機構從18世紀開始就已被人們所熟知并得到應用。Watt、Roberts、Chebyschev、Peaucellier、Kempe、Scott、Russell、Hart、Evans和Hoeken等人在一兩個世紀前就研制出或發(fā)現(xiàn)了近似直線機構(approximatestraight-linelinkage)或精確直線機構(exactstraight-linelinkage),今天這些機構都與他們的名字緊緊聯(lián)系在一起。如今這些直線機構仍然具有優(yōu)于導軌的低摩擦阻力與精確傳動特性,特別在微納領域應用的柔性精密定位裝置中,其生命力依然強大。2.直線機構1784年,蘇格蘭人Watt提出,用于雙缸蒸汽機的發(fā)動機中平面雙搖桿機構桿長比例要求:AC/BC=BO3/AO1。這種情況下,點C的路徑為近似8字形下圖給出了一種特殊尺度的Watt直線機構及其仿真模型瓦特直線機構(Wattstraight-linelinkage)2.直線機構|近似直線機構英國人Roberts提出平面雙搖桿機構桿長比例要求:AC=BC=BO3=AO1、AB=CO3=CO1。這種情況下,點C的路徑有一段與O1O3重合的近似直線。當增大機構的高寬比時,會提高其直線運動部分的精度。下圖給出了兩種特殊尺度下的Roberts直線機構及其仿真模型羅伯茨直線機構(Robertsstraight-linelinkage)2.直線機構|近似直線機構俄羅斯人Chebyshev提出平面雙搖桿機構桿長比例要求:BO3=AO1=1.25O1O3、O1O3=2AB、AC=BC。這種情況下,點C的路徑為近似馬蹄形下圖給出了一種特殊尺度的Chebyshev直線機構及其仿真模型切比雪夫直線機構(Chebyshevstraight-linelinkage)2.直線機構|近似直線機構德國人Hoeken提出Chebyshev直線機構的同源機構曲柄搖桿機構直線運動過程中,接近常速桿長比例要求:BO3=AB=1.25O1O3、O1O3=2AO1、AB=BC。這種情況下,點C的路徑為近似馬蹄形下圖給出了一種特殊尺度的Hoeken直線機構及其仿真模型霍伊根直線機構(Hoekenstraight-linelinkage)2.直線機構|近似直線機構又稱蚱蜢機構(Grasshoppermechanism),因形似而得名。英國人Evans提出雙搖桿機構由Scott-Russell機構變異而來,滿足AB2=O1A
AC。點C的路徑有一段近似直線下圖給出了Evans直線機構及其仿真模型伊文斯直線機構(Evansstraight-linelinkage)2.直線機構|近似直線機構又稱橢圓儀機構(elliptictrammellinkage)。具有雙滑塊的過約束機構,去掉B或C處的移動副及滑塊本身,都不會影響該機構的運動。桿長比例要求:OBC為直角三角形,AB2=OA
AC。這種情況下,點C(或B)的路徑為精確直線下圖給出了Scott-Russell直線機構及其仿真模型斯科特盧塞爾直線機構(Scott-Russellstraight-linelinkage)火車前輪驅動機構2.直線機構|精確直線機構1864年,法國軍官Peaucellier發(fā)現(xiàn)了一個8桿10副的精確直線機構桿長比例要求:OA=OB=a、AP=BP=BQ=AQ=b、OC=PC=c。這種情況下,點Q的運動軌跡為一條定直線下圖給出了Scott-Russell直線機構及其仿真模型波塞利直線機構(Peaucellierstraight-linelinkage)2.直線機構|精確直線機構1874年,英國人Hart發(fā)現(xiàn)了一個6桿7副的精確直線機構機構中含有一反平行四邊形運動鏈。桿長比例要求:O1O3=O1B、AB=CD、AC=BD。令點Q為O3P延長線與CD的交點,點Q的運動軌跡為一條始終垂直于O1O3的定直線(自己證明)下圖給出了Hart第一直線機構及其仿真模型哈特第一直線機構(Hartstraight-linelinkageI)2.直線機構|精確直線機構英國人Hart發(fā)現(xiàn)了另外一種6桿7副的精確直線機構機構中含有一反平行四邊形運動鏈。桿長比例要求:O1O3=O3B、AO1=CB、DQ=BD、O1C=PC=CQ。這種情況下,點Q的運動軌跡為一條始終垂直于O1O3的定直線(自己證明)下圖給出了Hart第二直線機構及其仿真模型哈特第二直線機構(Hartstraight-linelinkageII)英國人Kempe系統(tǒng)地研究了直線機構,撰寫了“如何畫直線(HowtoDrawaStraightLine)”的專著,并且發(fā)現(xiàn)了一種10桿13副的精確直線機構機構中含有多個泛菱形運動鏈。桿長比例要求:O1O5=O5C=BF=DF=2AO1=2AB=2AC=2AD=4O1O3=4CE=4DE。這種情況下,桿8上的任意一點運動軌跡均為一條始終垂直于O1O3的定直線(自己證明)下圖給出了Kempe機構模型肯皮直線機構(Kempestraight-linelinkage)2.直線機構|精確直線機構1853年,英國人Sarrus發(fā)現(xiàn)的一種由6桿、6個轉動副組成的空間單閉鏈機構可以看做是一種2-RRR型并聯(lián)機構機構中,每個支鏈中R副的軸線相互平行,但兩個支鏈的運動副軸線相互垂直機構上平臺(桿5)的任一點路徑都為精確的鉛直直線下圖給出了Sarrus機構模型薩律直線機構(Sarrusstraight-linelinkage)2.直線機構|精確直線機構畫直線、繪圖畫直線或圓(反演定理)同時畫直線、圓、橢圓2.直線機構|直線機構的應用減小偏轉增大行程增大行程精密導引與導向Roberts柔性直線導向機構2.直線機構|直線機構的應用仿生步行機器人2.直線機構|直線機構的應用自然界中的啟示3.并聯(lián)機構人體總體上可以看做是個串聯(lián)機械,但其中的手、足、眼、關節(jié)等的運動都可以看做是并聯(lián)機械的典型代表,豐富了人的靈活性,增強了人的行為能力自然界萬物中,也大量存在著并聯(lián)的實例并聯(lián)機構的定義并聯(lián)機構(又稱為并聯(lián)機器人)是一種多閉環(huán)機構(multi-closed-loopmechanisms),它由動平臺(movingplatform)、定平臺(或基座,base)和聯(lián)接兩平臺的多個支鏈(limb)或分支(branch)或腿(leg)組成動平臺腿定平臺3.并聯(lián)機構并聯(lián)機構的優(yōu)缺點一般將驅動器放在基座上,負載自重比大高剛度特性:較大的承載能力高動態(tài)特性:高速高加速、精度高工作空間相對較小操作靈巧性受限并聯(lián)機構的最早應用可以追溯到上世紀50年代,Gough設計了一款用于檢測輪胎的并聯(lián)裝置上世紀70年代,基于并聯(lián)機構的飛行模擬器開始投入使用上世紀90年代,并聯(lián)機構的理論與應用研究全面鋪開并聯(lián)機構的起源3.并聯(lián)機構為簡單描述并聯(lián)機構,可采用數(shù)字與符號組合的命名方式。其中每個分支可用運動副符號組合來表示,并按照從基座到動平臺的順序。并聯(lián)機構的命名3-RPS機構,3表示該機構有3個相同的分支,RPS表示每個分支含有R、P、S副。有時為了區(qū)分運動副中哪個是驅動副,上面的機構還可表示成3-RPS機構以機構發(fā)明者或機構特征命名,如Stewart平臺、Delta機構等3.并聯(lián)機構并聯(lián)機構的分類自由度數(shù)類型自由度特征典型機構實例11R1維轉動
1T1維移動Sarrus機構22R2維球面轉動,且2個轉動自由度軸線相交PantoScope機構2維球面滾動,且2個轉動自由度軸線相交OmniwristIII2T2維移動Part2機構1R1T2維圓柱運動(轉軸與移動方向平行)
1維轉動+1維移動,且轉軸與移動方向垂直
33R3維球面轉動球面3-RRR機構3T空間3維移動Delta機構2R1T2維轉動+1維移動,移動方向與轉軸所在平面垂直3-RPS機構2T1R平面二維移動+一維轉動,且轉軸與移動平面垂直平面3-RRR機構43R1T3維球面轉動+1維移動4-RRS機構3T1R3維移動+1維轉動H4機器人53R2T空間3維球面轉動+2維移動5-RRRRR機構3T2R空間3維移動+2維球面轉動5-RPUR機構63R3T3維轉動+3維移動Stewart平臺3.并聯(lián)機構動態(tài)模擬器是并聯(lián)機構應用最早的裝置之一,主要利用該類機構的高動態(tài)性能運動模擬器(motionsimulators):典型的如飛行訓練模擬器、海況模擬器、搖擺臺、地震模擬器、空間對接過程模擬、穩(wěn)定跟蹤系統(tǒng),甚至公共娛樂設施等負載模擬器(loadsimulators),在半物理加載試驗、力標定等應用場合向對象施加力/力矩,而被加載的對象有高速精密機床、減速器、軋機張力系統(tǒng)、材料試驗機、飛行器舵機、汽車剎車系統(tǒng)等Stewart平臺是迄今該領域工程應用最廣泛的并聯(lián)構型裝備動態(tài)模擬器(simulator)3.并聯(lián)機構|應用并/混聯(lián)式高速及高加速操作手雖然在應用上比模擬器要晚上20年(上世紀80年代后期才開始出現(xiàn)),但卻是并聯(lián)機構應用最為成功的裝置之一,主要利用該類機構的輕質、負載自重比大而導致的高速高加速度高速高加速度操作在許多自動化生產線中有著迫切而廣泛的需求,比如半導體芯片的制備,電池、巧克力等體小量大的規(guī)則物品分揀等,一些場合對加速度的要求高達10g以上應用比較成功的這類機器人包括Delta機器人、H4機器人、Tricept機械手、Ninja超冗余機械手等高速、高加速操作手(manipulator)3.并聯(lián)機構|應用并聯(lián)機構與柔性鉸鏈相結合可實現(xiàn)超高精度(微納尺度)定位平臺或操作手的設計,甚至可以設計出微觀尺度下的機械本體此類裝置可廣泛應用在生物醫(yī)學工程、集成電路(IC)、微機電系統(tǒng)/微光機電系統(tǒng)(MEMS/MOEMS)的制造、封裝及組裝等各類設備、顯微測量裝置等微操作、微加工、微裝配的應用場合PI公司的超精密定位產品具有國際領先位置超精密定位平臺(micropositioningstage)3.并聯(lián)機構|應用PKM是一類以并聯(lián)機構作為部分或全部進給機構的機電一體化裝置。20世紀90年代,國際上首次出現(xiàn)并聯(lián)虛軸機床,實現(xiàn)“多軸聯(lián)動”,實現(xiàn)復雜空間曲面加工與傳統(tǒng)數(shù)控機床相比較,具有結構簡單、制造方便、剛性好、重量輕、速度快、精度高、價格低等優(yōu)點已有若干成功應用:DSTechnology公司制造的Z3并聯(lián)動力頭,已應用于航空、航天領域中大型結構件的高速銑削加工并聯(lián)機床(PKM)3.并聯(lián)機構|應用用在多維力與力矩傳感器中是并聯(lián)機構應用較為成功的例子之一。主要應用的是并聯(lián)機構與柔性鉸鏈結合后高精度、微運動下的運動解耦等特性越來越多的人機交互設備也采用并聯(lián)機構,例如采用并聯(lián)柔索進行傳動,直接作用于末端,滿足精度和負載的要求Stewart平臺常用作6維力/力矩傳感器的敏感元件,它是一個典型的耦合型檢測傳感器多維感測元件與交互裝置(hapticdevice)3.并聯(lián)機構|應用深空探測領域有著各種各樣的任務需求:如驅動、指向、導引、追蹤、展開、對接、探測等。利用了并聯(lián)機構的高動態(tài)特性、高速高加速、高精高剛度、驅動冗余性等復合特性例如:并聯(lián)機構可用作飛船和空間站對接器的對接機構,上下平臺中間都有通孔作為對接后的通道,上下平臺作為對接環(huán),由6個直線驅動器驅動以幫助飛船對正具有大轉角和高速、高精度特征的并聯(lián)轉臺具有廣泛的應用前景,如OmniWristIII深空探測3.并聯(lián)機構|應用在醫(yī)療領域,由于要求定位精度高、安全度高等因素,并/混聯(lián)機構常常出現(xiàn)在各類顯微外科手術機器人如腦外科、腹腔外科、矯形外科、眼科、泌尿外科等中例如:在機器人末端經常采用基于VCM的并聯(lián)設計方法以提供機器人的操作安全性醫(yī)療器械3.并聯(lián)機構|應用許多自然設計都采用了并聯(lián)構型,因此將并聯(lián)機構用在仿生裝置中確是天經地義的事情如多指靈巧手、各類仿生關節(jié)、仿生腰、仿生脊柱、甚至仿生腿、仿生毛蟲等都是并聯(lián)機構同仿生學相結合的產物仿生裝置3.并聯(lián)機構|應用棘輪機構的基本形式和工作原理視頻:棘輪機構(12分鐘)主要組成部分:1——擺桿2——棘爪3——棘輪4——止動爪7——機架棘輪機構是一種間歇運動機構。主動擺桿1往復擺動,帶動棘輪3單向間歇轉動。112棘輪機構的基本形式和工作原理1)按結構分類齒式棘輪機構摩擦式棘輪機構棘輪機構的基本形式和工作原理2)按嚙合方式分類外嚙合棘輪機構內嚙合棘輪機構3)按從動件運動形式分類單動式棘輪機構雙動式棘輪機構雙向式棘輪機構棘輪機構的特點與應用優(yōu)點:結構簡單、制造方便、運動可靠。缺點:易引起噪聲、齒尖磨損、傳動平穩(wěn)性差、存在空程和沖擊。棘輪機構不宜應用于高速和運動精度要求較高的場合。主要用途1)間歇送進牛頭刨床—曲柄1轉動,經連桿2帶動擺桿做往復擺動;雙向棘輪機構的棘爪3裝在擺桿上,這樣棘爪帶動棘輪做單方向間歇轉動,棘輪4與絲杠固連,從而使螺母(即工作臺5)做間歇進給運動。2)制動繩索拉緊裝置3)轉位、分度沖床自動轉位裝置手槍盤分度機構4)超越自行車后軸上的棘輪機構便是一種超越機構,即利用其超越作用使后輪軸5在滑坡時可以超越鏈輪3而轉動。摩擦式棘輪機構簡介外接式棘輪機構內接式棘輪機構滾子式棘輪機構優(yōu)點:傳動平穩(wěn)、無噪聲、可無級調速。缺點:易打滑、傳動精度不高。
視頻:槽輪機構(8分鐘)槽輪機構的組成及工作原理基本型槽輪機構槽輪機構的組成及工作原理主動撥盤從動槽輪槽輪機構由主動撥盤、從動槽輪及機架組成,可將主動撥盤的連續(xù)轉動變換為槽輪的間歇轉動。槽輪機構的組成及工作原理槽輪機構的類型、特點和應用外嚙合槽輪機構內嚙合槽輪機構空間槽輪機構電影放映機應用實例槽輪機構的類型、特點和應用
視頻:不完全齒輪機構(5分鐘)不完全齒輪機構的組成和工作原理不完全齒輪機構的組成和工作原理外嚙合不完全齒輪機構內嚙合不完全齒輪機構不完全齒輪機構傳動的優(yōu)缺點1)較易滿足不同停歇規(guī)律要求。2)從動輪在運動全過程中并非完全等速,運動開始和終止時存在剛性沖擊。帶有瞬心線附加桿的不完全齒輪機構為了減小沖擊,改善不完全齒輪機構的受力情況,可在兩輪上加裝兩對瞬心線附加桿。蜂窩煤壓制機(瞬心線附加桿應用)1)較易滿足不同停歇規(guī)律要求。2)從動輪在運動全過程中并非完全等速,運動開始和終止時存在剛性沖擊。3)主、從動輪不能互換。
不完全齒輪機構常用于低速多工位、多工序的自動機械或生產線上,實現(xiàn)工作臺的間歇轉位和進給運動。不完全齒輪機構傳動的優(yōu)缺點不完全擺線針
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