空间曲柄摇杆机构极限位置综合的几何方法

摘要

为了解决由空间曲柄摇杆（revolute-sphere-sphere-sevolute,RSSR）机构的极位夹角及极限位置确定机构尺度的问题，进一步提高综合过程的直观性及透明度，本文利用几何综合方法，从直线二位置的空间运动几何学规律出发，提取出直线二位置变化的几何特征，实现了运动学问题向几何学问题的转化。利用二平面投影系统，建立了直线二位置的线导引模型，实现了运动几何学问题由空间向平面的转化，并为RSSR机构的极限位置综合过程奠定了理论基础。进一步对RSSR机构极限位置的几何特性展开研究，确定出摇杆在极限位置时曲柄与连杆的几何位置关系，利用圆心角定理，确定出符合极位夹角的机架位置，并将机构的极限位置综合问题向函数生成问题转化。利用相对运动理论（运动反转法），将函数生成问题转化为线导引模型的求解，由此拟定出一套综合流程相对统一的空间曲柄摇杆机构极限位置综合的几何流程。最终，通过综合算例，进一步验证了该套几何综合方法的有效性。与现有极限位置综合方法相比，该几何操作流程直观性强、透明度高、设计自由度广，与现代几何作图工具相结合可快速完成综合工作。

关键词

空间曲柄摇杆机构 / 极限位置综合 / 几何法 / 二平面投影系统 / 线导引模型