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基于特殊基本单元放缩机构的结构设计与仿真

王兴泽  
【摘要】:放缩机构是由普通构件组成的可展开、折叠的机构,该机构具有较大的空间缩放比,在很多领域得到了很广泛的应用,如折叠式机车、折叠式帐篷、便携式旅行架、升降机以及放缩玩具、航空、航天等领域。 本文针对三种不同的特殊基本单元进行结构原理以及运动学分析,揭示了其放缩机构构态变化过程,分析了每种基本单元组成的放缩机构的组合特性,并对三种基本单元的实际应用进行了仿真模型设计。 首先,本文对双三角形机构进行了结构原理、运动学分析,总结出该单元构成放缩机构的组合性质,并将该基本单元的应用扩展到空间范围。在此基础上,设计了两种该单元在空间缩放机构中的应用实例。 其次,本文通过对传统剪刀机构的改进,分析了球面杆剪刀机构的结构原理与运动学分析,对该基本单元组成的空间复杂轨迹放缩机构进行了探究,并以此基本单元设计了一种三自由度大行程空间焊接机器人。 最后,引入了一种新的放缩机构基本单元——齿轮副放缩单元,研究并分析了该基本单元构造平面放缩机构的构造原理,对其构成的平面放缩机构进行了运动学分析,并将其扩展到空间放缩单元。


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