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机构运动综合的结构类型优选方法是建立在机构类型综合和尺度综合基础上的一种机构设计方法,通过对不同结构类型的机构进行尺度综合,并从中选择出能够最好地实现目标运动的机构。目前,关于类型综合和尺度综合研究都已经很深入,但是因为自动建模理论不成熟,将其两者综合起来的结构类型优选方法的研究还不多。因此,本文针对全铰链平面连杆机构运动综合的结构类型优选方法进行了研究。
建立了全铰链平面连杆机构运动方程的计算机自动生成的规格化方法。根据平面运动链的构件邻接矩阵,获得其广度优先生成树,进而确定其基本回路,由此利用计算机自动生成机构的位置方程、速度方程和加速度方程,从而在计算机构学的意义上将运动链的拓扑结构关系与机构运动分析联系了起来。在此基础上提出了计算机自动生成邻接构件之间的三角形约束条件的规格化方法,并给出了运动综合时机构结构类型优选的基本思想和基本算法。
研究了利用优化理论进行机构尺度综合的一般方法。本文的优化模型是基于机构的回路方程建立的,因此提出了利用这种模型进行优化的一般步骤和应注意的问题。针对机构尺度综合的初始点选取问题,提出了基于回路方程的初始点选取方法。研究了利用MATLAB优化工具箱函数进行机构尺度综合的方法,并针对函数综合问题,提出了自动建立M文件的基本方法和程序实现方法。
研究了结构类型优选算法的计算机实现和利用MATLAB作为计算引擎进行机构综合的方法。以C++语言为开发工具,编制了相应的计算机程序,能够自动实现单自由度全铰链平面连杆机构从表示结构类型的构件邻接矩阵到尺度综合的过程。