中国机械工程 ›› 2023, Vol. 34 ›› Issue (09): 1061-1066,1076.DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.09.006
孙亮波;洪熙熙;刘小翠;刘新
出版日期:
2023-05-10
发布日期:
2023-05-29
作者简介:
孙亮波,男,1979 年生,教授、博士。研究方向为机械设计及理论。E-mail:sunlb1979@163.com。
基金资助:
SUN Liangbo;HONG Xixi;LIU Xiaocui;LIU Xin
Online:
2023-05-10
Published:
2023-05-29
摘要: 环路是运动链结构的固有特征,已有研究和应用多集中在基于环路的构型综合、同构判定、刚性子链消除等方面。给出了基本环路集的新定义,提出了运动链的树状结构表达及相关理论,以及基于此的基本环路集提取原则,方便快捷地获得各种运动链的基本环路集。案例分析证明,所提方法规则简单,便于计算机程序化实现,可快速地获得结构复杂、对称性高的运动链的基本环路集。通过实例证明了上述理论的正确性和有效性。
中图分类号:
孙亮波, 洪熙熙, 刘小翠, 刘新. 运动链基本环路集新的定义及其生成方法[J]. 中国机械工程, 2023, 34(09): 1061-1066,1076.
SUN Liangbo, HONG Xixi, LIU Xiaocui, LIU Xin. New Definition of Basic Loop Set of Kinematic Chain and Its Generation Method[J]. China Mechanical Engineering, 2023, 34(09): 1061-1066,1076.
[1]FREUDENSTEIN F, DOBRJANSKYJ L. On a Theory for the Type Synthesis of Mechanisms[M]∥Applied Mechanics. Berlin:Springer,1966:420-428. [2]卢开澄.图论及其应用[M].北京:清华大学出版社,1984:3-20. LU Kaicheng. Graph Theory and Its Applications[M]. Beijing:Tsinghua University Press, 1984:3-20. [3]杨廷力.机械系统基本理论——结构学·运动学·动力学[M].北京:机械工业出版社,1995:1-69. YANG Tingli. Basic Theory of Mechanical Systems—Structure, Kinematics, Dynamics[M]. Beijing:Machinery Industry Press, 1995:1-69. [4]曹惟庆.连杆机构的分析与综合[M].2版.北京:科学出版社, 2002:1-8. CAO Weiqing. Analysis and Synthesis of Linkage Mechanisms[M].2nd ed.Beijing:Science Press, 2002:1-8. [5]丁华锋.运动链的环路理论与同构判别及图谱库的建立[D].秦皇岛:燕山大学,2007. DING Huafeng. Loop Theory and Isomorphic Discrimination of Kinematic Chains and the Establishment of a Library of Graphs[D]. Qinghuangdao:Yanshan University, 2007. [6]宋黎, 廖爱红, 聂松辉. 含复铰有移动副平面机构运动分析数学模型的自动建立方法[J]. 机械科学与技术, 2015, 31(2):213-218. SONG Li, LIAO Aihong, NIE Songhui. An Automatic Method for Establishing Mathematical Models for Motion Analysis of Planar Mechanisms Containing Complex Hinges with Moving Subassemblies[J]. Mechanical Science and Technology, 2015, 31(2):213-218. [7]DING Huafeng, HUANG Zhen. A New Theory for the Topological Structure Analysis of Kinematic Chains and Its Applications[J] Mechanism and Machine Theory, 2007, 42(10):1264-1279. [8]丁华锋,黄真.平面机构统一拓扑描述模型的建立及同构判别[J].机械工程学报,2009,45(3):99-103. DING Huafeng, HUANG Zhen. Establishment of a Unified Topological Description Model for Planar Mechanisms and Isomorphism Discrimination[J]. Journal of Mechanical Engineering,2009,45(3):99-103. [9]RAO A C, DESHMUKH P B. Computer Aided Structural Synthesis of Planar Kinematic Chains Obviating the Test for Isomorphism[J]. Mechanism and Machine Theory, 2001,36(4):489-506. [10]杨廷力,罗玉峰,张策,等.回路秩、通路约束度与图耦合度及其应用[J].自然科学进展,2004,14(10):1156-1163. YANG Tingli, LUO Yufeng, ZHANG Ce,et al. Loop Rank, Pathway Constraint Degree and Graph Coupling Degree and Their Applications[J]. Advances in Natural Sciences, 2004,14(10):1156-1163. [11]黄真, 丁华锋. 多环运动链环路代数基础理论的建立及其应用[J]. 中国科学:E 辑, 2007, 37(7):904-913. HUANG Zhen, DING Huafeng. Establishment of Algebraic Ground Theory of Multi-loop Kinematic Chain Loops and Its Applications[J]. Chinese Science:Series E, 2007, 37(7):904-913. [12]李树军, 宋桂秋, 杜立群, 等. 用拓扑特性矩阵辨识运动链的同构体及机架变换研究[J]. 机械工程学报, 2002, 38(1):149-153. LI Shujun, SONG Guiqiu, DU Liqun, et al. Identification of Isomorphs of Kinematic Chains by Topological Characteristic Matrix and Study of Frame Transformation[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2002, 38(1):149-153. [13]张瑶. 平面八杆含复铰杆组型综合研究[D]. 武汉:武汉科技大学, 2019. ZHANG Yao. A Comprehensive Study on the Group Type of Planar Eight-bar Containing Compound Hinge Bar [D]. Wuhan :Wuhan University of Science and Technology, 2019. [14]赵瑞清, 陈克西. 带框矩阵及其在图论中的应用[J]. 桂林电子工业学院学报, 1985(1):37-48. ZHAO Ruiqing, CHEN Kexi. Framed Matrices and Their Applications in Graph Theory[J]. Journal of Guilin Institute of Electronics Technology, 1985(1):37-48.. [15]袁勇. 基于闭环运动链图谱库的可分离结构运动链的自动综合[D]. 秦皇岛:燕山大学,2012. YUAN Yong. Automatic Synthesis of Kinematic Chains of Separable Structures Based on Closed-loop Kinematic Chain Mapping Library[D]. Qinghuangdao:Yanshan University,2012. [16]张锦丽. 基于图谱库的平面4和6自由度可分离运动链自动结构综合[D]. 秦皇岛:燕山大学,2014. ZHANG Jinli. Automatic Structural Synthesis of Planar 4- and 6-degree-of-freedom Separable Kinematic Chains Based on Atlas Library[D]. Qinghuangdao:Yanshan University,2014. [17]LIU Yong, XIAO Renben. New Approach to Automatic Sketching of Planar Kinematic Chains Based on Loop Configuration and It’s Computerization[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering,2002,38(6):21-27. [18]陈世敏.树状结构大数据类型的高效支持[J].大数据,2018,4(4):35-43. CHEN Shimin. Efficient Support for Tree-structured Big Data Types[J]. Big Data,2018,4(4):35-43. [19]DING H, HUANG Z. Isomorphism Identification of Graphs:Especially for the Graphs of Kinematic Chains[J]. Mechanism and Machine Theory, 2009, 44(1):122-139. |
[1] | 胡波, 安锦运, 尹来容, 周长江. 小模数齿轮传动的时变啮合刚度计算方法[J]. 中国机械工程, 2024, 35(01): 74-82. |
[2] | 汪启亮, 刘通, 李永起, 魏健鸣, 徐美娟, 洪永烽. 低寄生位移柔性平行微夹持器拓扑优化设计[J]. 中国机械工程, 2023, 34(21): 2577-2584,2591. |
[3] | 蒲志新, 郭建伟, 潘玉奇, 白杨溪. 2PPaPaR并联机构性能分析及优化设计[J]. 中国机械工程, 2023, 34(19): 2304-2312. |
[4] | 沈惠平, 李霞, 李菊, 李涛, 孟庆梅, 吴广磊. 约束支链或无约束支链对并联机构运动学与刚度性能的影响——以两个部分运动解耦的新型三平移并联机构的设计、分析及其优选为例[J]. 中国机械工程, 2023, 34(13): 1533-1549. |
[5] | 刘栋财, 董广宇, 杜玉红, 李文鹏, . 基于网格搜索算法的6-RUS并联机器人时间最优轨迹规划[J]. 中国机械工程, 2023, 34(13): 1589-1598. |
[6] | 杜中秋, 沈惠平, 孟庆梅, 李涛, 杨廷力. 运动解耦且正解符号化的8R两平移空间并联机构的设计与性能分析[J]. 中国机械工程, 2023, 34(12): 1425-1435. |
[7] | 姬佳璐, 姚燕安, 张英, 兰国荣. 可重构闭链步行平台的设计与越障策略研究[J]. 中国机械工程, 2023, 34(05): 524-532,542. |
[8] | 陈鑫, 刘江南, 龙汪鹏, 吕剑文. 多交叉曲梁簧片柔性铰链的力学建模与性能分析[J]. 中国机械工程, 2023, 34(03): 269-276,286. |
[9] | 田启华, 舒正涛, 付君健, 杜义贤, 周祥曼, 田磊. 梯度空心多孔结构优化设计方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(23): 2867-2878. |
[10] | 孙鹏, 李研彪, 张聪, 单晓杭, 岳义, 韦宝琛. 基于运动性能分析的仿人机械臂尺度优化[J]. 中国机械工程, 2022, 33(19): 2331-2340. |
[11] | 刘文兰, 于海霞, 瞿怀宇, 马鹏飞, 高小钧, 王建森. 叠加Ⅱ级杆组的正铲液压挖掘机工作机构型综合[J]. 中国机械工程, 2022, 33(16): 1919-1927. |
[12] | 谢志江, 程清, 丁军, 何苗, 范乃吉, 吴小勇. 双支链六自由度并联机构尺度设计与性能分析[J]. 中国机械工程, 2022, 33(14): 1680-1690. |
[13] | 王一熙, 沈惠平, 陈谱, 吴广磊. 基于运动学、刚度和动力学性能的并联机构有序递进三级优化设计及其应用[J]. 中国机械工程, 2022, 33(13): 1560-1575,1621. |
[14] | 王仙业, 刘海涛, 黄田. 一种平面闭链腿式机构的尺度参数优化设计[J]. 中国机械工程, 2022, 33(11): 1261-1268. |
[15] | 黄凯伟, 沈惠平, 李菊, 朱忠颀, 杨廷力. 一种具有部分运动解耦和符号式位置正解的空间2T1R并联机构拓扑设计与动力学建模[J]. 中国机械工程, 2022, 33(02): 160-169. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||