雙搖桿機構運動分析及設計研究

高雷

廣東博智林機器人有限公司 廣東佛山 528312

1 雙搖桿機構的概念

雙搖桿機構是最近提出的一種機翼，它是隨著翼翼飛機的產生和發展而提出的，為了簡化驅動，兩側的曲軸搖桿機構的曲柄整合和同步。是一個功能。。目前，有兩種主要類型的單曲柄雙搖桿機構：兩個搖桿放置在曲柄的同一側，曲柄組合成一個常用作飛機的撲翼機構；兩個搖桿放在曲柄的兩側。180°相位差彼此固定，以便飛機改變后掠翼機構。單曲柄雙搖桿機構用于翼展翼飛機和可變后掠翼飛機的顫振，具有成本低，結構簡單，行駛方式簡單，準確實現給定的拍打角度或旋轉角度的優點。然而，由于兩側的曲柄連桿共用一個曲柄，在運動過程中左右葉片之間的旋轉角度存在相位差，左右葉片產生的氣動力不同，影響飛行的穩定性和安全性能[1]。

使用遺傳算法優化同步性能，獲得良好的結果，將同步性能優化問題轉換為單目標多元非線性規劃問題，使用模型搜索方法優化解決方案，并獲得更好的結果我有然而，基于啟發式算法和非線性規劃的單曲柄和雙鎖定機構的同步性能優化解決方案高度依賴于設計者的經驗，計算耗時且結果是全局最優解決方案不能保證。

2 應用研究

雙搖桿機構在工程中有許多應用。例如，在帶鋼的生產中，等腰梯形雙搖桿機構連桿從平行于框架的位置的特性可以在較大角度的兩個方向上移動，實現校正輥校正動作并且提高校正能力完成了。成型機的旋轉機構利用了在寬范圍內改變多個雙搖桿機構的連桿和框架角度的能力，以實現沙箱的180°旋轉。還可以提到雙鎖定機構的若干應用。雙搖桿機構與曲柄搖桿機構和雙曲柄機構處于同一位置，但對其運動規律和設計方法的系統研究卻很少。一般設計手冊或教科書僅根據兩個連桿的相應位置，以示意圖或分析方式討論了雙搖桿機構或四桿機構的設計，并分析了雙搖桿機構。盡管機構鎖定器的極限位置給出了計算極限擺動角度的公式，但是沒有關于運動規律的討論，并且在齒條桿是最短桿的情況下的內容是有爭議的。根據這篇文章，當框架是最短的桿時，搖桿和連桿之間沒有矯直和共線性，這與上述搖桿是最長桿的結論相矛盾[2]。

3 運動分析

3.1 平面低副

平面地副結構引入兩個約束，并且兩個構件之間的自由度是1，表明在平面低子結的兩個構件之間只能存在一個相對運動。當構件1在兩個構件通過旋轉對連接的狀態下用作固定構件時，活動構件2上的任何點P的移動軌跡是中心O和半徑OP的弧。如果構件2用作固定構件，則有源構件1上的對應點P'的軌跡也是以O為中心的相同半徑的弧，如圖1所示。可以得出結論，旋轉對的兩個構件具有相對旋轉關系，并且對應點的運動軌跡重合。

圖1 轉動副的相對運動

當構件1用作固定構件時，活動構件2上的任何點P的移動軌跡是直線。如果構件2用作固定構件，則活動構件1上的對應點P'的軌跡也是直的并且與P的運動軌跡重疊。顯然，移動的次級關節的兩個構件的相應點的相對運動軌跡也是一致的。類似地，還可以證明空間對的兩個分量的對應點（例如螺旋對）的相對運動軌跡重合。

3.2 平面高副

平面高度子接頭引入一個約束，兩個成員之間有兩個自由度。構件1和構件2之間的接觸的法線方向上的相對運動受到限制，并且兩個構件沿著切向接觸方向相對移動并且繞接觸點相對旋轉。可以這里我們設置兩個純旋轉組件。這意味著這兩個部分不能在公切線的方向上相對于彼此移動，因此兩個部分之間的自由度是1。當構件1被固定并且構件2相對于構件1純粹旋轉時，在該點上的任何點處的點P的軌跡是樞軸線。當構件2相對于構件2固定旋轉時，對應點P'的軌跡是圓形漸開線。顯然，它們的相對旋轉條件沒有變化，但是相應點的相對運動軌跡是不同的[3]。

圖2 平面高副純滾動的相對運動

從以上描述可以看出，關于平面低子關節的兩個構件，它們之間的相對運動關系被判斷為是恒定的，即低相對運動的確定性，無論哪個是活動構件。如果有許多輔助連接，則無法使用此功能。可以從低對的相對運動的確定性推斷出來。也就是說，無論哪個組件用作幀，組件之間的相對運動關系都不會改變。每個組件的相對操作關系與機架選擇無關。

4 結語

根據機構中最長桿的位置，我們將滿足最長桿和最短干長之和的雙搖桿機構和剩余2桿的長度分為四種類型，并檢查主動搖桿和從動搖桿。運動定律及其運動特性的概述所提出的驅動鎖定器的偽閾值角的概念對于理解雙鎖定器機構的運動規律和雙鎖定器機構的設計方法是有用的。雙搖桿機構的分析設計方法通常用于設計這種雙搖桿機構，其滿足最長桿和最短干長度的總和大于其余兩個桿的長度之和的條件。