實現空間約束軌跡離散點的平面連桿機構設計

袁偉亮，張雷雨，楊 洋

（北京航空航天大學 機械工程及自動化學院，北京 100191）

0 引言

傳統的連桿機構設計可分為3類問題：剛體導引、軌跡發生和函數發生。按照預定的軌跡離散點設計平面連桿機構，確定機構的各尺寸參數和連桿上的描點位置，使該點所描的連桿曲線與預定的離散點相符，即為剛體導引［1］。連桿的設計方法可采用解析法、作圖法［2］、實驗法或圖譜法，但隨著計算機技術的發展，解析法得到了廣泛的應用。解析法通常采用位移矩陣法和矢量環封閉法，建立預定軌跡與平面連桿機構參數之間的非線性方程組［3，4］。

普通的連桿機構設計方法需要明確的約束條件，如給定軌跡離散點、軌跡曲線或軌跡函數等，但在工程問題中往往只能給出空間約束條件和剛體位置變化，通過普通的設計方法很難找到合適的軌跡點，使設計出的機構在規定的空間內運動。針對上述工程問題，本文提出了一種自尋優軌跡離散點的方法，結合四位置導引鉸鏈四桿機構計算理論［5，6］，把連桿機構剛體導引問題轉化為二桿組的求解問題，并通過實例計算和分析，證明了所提出方法的可行性。

1 連桿機構設計的自尋離散點

在實際機構設計中，通常已知剛體導引的空間約束、剛體初始和終止位置及連桿機構安裝空間限制，需要以四連桿機構實現為基礎，根據要求自尋軌跡曲線或軌跡離散點。其中，如何確定中間一系列軌跡離散點是一個很重要的問題。……