双摇杆机构运动分析及设计研究

高雷

广东博智林机器人有限公司 广东佛山 528312

1 双摇杆机构的概念

双摇杆机构是最近提出的一种机翼，它是随着翼翼飞机的产生和发展而提出的，为了简化驱动，两侧的曲轴摇杆机构的曲柄整合和同步。是一个功能。。目前，有两种主要类型的单曲柄双摇杆机构：两个摇杆放置在曲柄的同一侧，曲柄组合成一个常用作飞机的扑翼机构；两个摇杆放在曲柄的两侧。180°相位差彼此固定，以便飞机改变后掠翼机构。单曲柄双摇杆机构用于翼展翼飞机和可变后掠翼飞机的颤振，具有成本低，结构简单，行驶方式简单，准确实现给定的拍打角度或旋转角度的优点。然而，由于两侧的曲柄连杆共用一个曲柄，在运动过程中左右叶片之间的旋转角度存在相位差，左右叶片产生的气动力不同，影响飞行的稳定性和安全性能[1]。

使用遗传算法优化同步性能，获得良好的结果，将同步性能优化问题转换为单目标多元非线性规划问题，使用模型搜索方法优化解决方案，并获得更好的结果我有然而，基于启发式算法和非线性规划的单曲柄和双锁定机构的同步性能优化解决方案高度依赖于设计者的经验，计算耗时且结果是全局最优解决方案不能保证。

2 应用研究

双摇杆机构在工程中有许多应用。例如，在带钢的生产中，等腰梯形双摇杆机构连杆从平行于框架的位置的特性可以在较大角度的两个方向上移动，实现校正辊校正动作并且提高校正能力完成了。成型机的旋转机构利用了在宽范围内改变多个双摇杆机构的连杆和框架角度的能力，以实现沙箱的180°旋转。还可以提到双锁定机构的若干应用。双摇杆机构与曲柄摇杆机构和双曲柄机构处于同一位置，但对其运动规律和设计方法的系统研究却很少。一般设计手册或教科书仅根据两个连杆的相应位置，以示意图或分析方式讨论了双摇杆机构或四杆机构的设计，并分析了双摇杆机构。尽管机构锁定器的极限位置给出了计算极限摆动角度的公式，但是没有关于运动规律的讨论，并且在齿条杆是最短杆的情况下的内容是有争议的。根据这篇文章，当框架是最短的杆时，摇杆和连杆之间没有矫直和共线性，这与上述摇杆是最长杆的结论相矛盾[2]。

3 运动分析

3.1 平面低副

平面地副结构引入两个约束，并且两个构件之间的自由度是1，表明在平面低子结的两个构件之间只能存在一个相对运动。当构件1在两个构件通过旋转对连接的状态下用作固定构件时，活动构件2上的任何点P的移动轨迹是中心O和半径OP的弧。如果构件2用作固定构件，则有源构件1上的对应点P'的轨迹也是以O为中心的相同半径的弧，如图1所示。可以得出结论，旋转对的两个构件具有相对旋转关系，并且对应点的运动轨迹重合。

图1 转动副的相对运动

当构件1用作固定构件时，活动构件2上的任何点P的移动轨迹是直线。如果构件2用作固定构件，则活动构件1上的对应点P'的轨迹也是直的并且与P的运动轨迹重叠。显然，移动的次级关节的两个构件的相应点的相对运动轨迹也是一致的。类似地，还可以证明空间对的两个分量的对应点（例如螺旋对）的相对运动轨迹重合。

3.2 平面高副

平面高度子接头引入一个约束，两个成员之间有两个自由度。构件1和构件2之间的接触的法线方向上的相对运动受到限制，并且两个构件沿着切向接触方向相对移动并且绕接触点相对旋转。可以这里我们设置两个纯旋转组件。这意味着这两个部分不能在公切线的方向上相对于彼此移动，因此两个部分之间的自由度是1。当构件1被固定并且构件2相对于构件1纯粹旋转时，在该点上的任何点处的点P的轨迹是枢轴线。当构件2相对于构件2固定旋转时，对应点P'的轨迹是圆形渐开线。显然，它们的相对旋转条件没有变化，但是相应点的相对运动轨迹是不同的[3]。

图2 平面高副纯滚动的相对运动

从以上描述可以看出，关于平面低子关节的两个构件，它们之间的相对运动关系被判断为是恒定的，即低相对运动的确定性，无论哪个是活动构件。如果有许多辅助连接，则无法使用此功能。可以从低对的相对运动的确定性推断出来。也就是说，无论哪个组件用作帧，组件之间的相对运动关系都不会改变。每个组件的相对操作关系与机架选择无关。

4 结语

根据机构中最长杆的位置，我们将满足最长杆和最短干长之和的双摇杆机构和剩余2杆的长度分为四种类型，并检查主动摇杆和从动摇杆。运动定律及其运动特性的概述所提出的驱动锁定器的伪阈值角的概念对于理解双锁定器机构的运动规律和双锁定器机构的设计方法是有用的。双摇杆机构的分析设计方法通常用于设计这种双摇杆机构，其满足最长杆和最短干长度的总和大于其余两个杆的长度之和的条件。