学位论文-—空间rcpprr机构机构的运动与仿真.doc

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1、空间RCPPRR机构机构的运动分析与仿真摘要：本文介绍了空间六杆RCPPRR机构的理论设计，其目的是研究空间闭链六杆机构的运动特性，主要使用方向余弦矩阵分析空间机构RCPPRR的位置，运用MATLAB进行矩阵计算，再运用三维数字（UG）建模、装配、仿真。通过MATLAB的计算和三维数字的运动仿真验证了其结果与理论结果相一致，为今后的实践创新提供理论指导。关键词：空间六杆机构（RCPPRR）;方向余弦矩阵；MATLAB；UG仿真KinematicalAnalysisandSimulationofRCPPRRSpatialMechanismAbstract

2、:Thepaperintroducedthetheoreticaldesignofspatialsix-linkRCPPRRmechanism,whosepurposeistostudythemotioncharacteristicsofthespatialclosedchainsix-linkmechanism,usingthedirectioncosinematrixtoanalyzethepositionofspatialmechanismRCPPRR,usingtheMATLABtocalculatethematrix,andusingUGto

3、setupmodal,assembleandsimulate.AccordingtothecalculationoftheMATLABandthemotionsimulationof3D,itisprovedthattheresultandthetheoryareconsilient,whichwillprovidethetheoreticalguidanceforthepracticeandinnovationhenceforth.Keywords:spatialsix-link(RCPPRR)mechanism;Thedirectioncosine

4、matrix;MATLAB;SimulationofUG1引言机构的本质是执行机械运动的装置，机构创新设计的首要目标是设计出能够满足预期运动规律的新机构。随着社会科技的迅速发展和进步，现代机构日益向着高精度、高速度、高效率、自动化、低振动及低噪音的方向发展。空间机构属于连杆机构的一种，广泛运用于轻工业和重工业之中，比如：缝纫机、制鞋机、纺织机、农用机械、工业机械人、汽车、飞机等。目前，不管是工业中的生产机器，还是机械产品都向着自动化方向发展。机构的运动分析，其主要目的是通过分析机构的运动参数和位移参数，确定机构的结构数据达到设计要求。本文为空间RCPP

5、RR机构的理论分析，其主要目的有以下几点：（1）在分析机构时，要理解和掌握空间机构的基本概念；（2）在设计机构时，需要分析机构的矩阵及运用MATLAB计算出机构的运动参数；（3）为了确定构件的行程，需要运用UG运动仿真。-22-关于空间机构的理论设计分析，其意义主要是通过理论的研究，探讨出机构的可行性方案，以及改进原有机械机构中存在的不足和缺陷。例如平面连杆机构的惯性力难平衡，容易产生动载荷；积累误差大，效率低；占用空间大等缺点。然而，空间机构有结构紧凑、运动多样、工作灵活可靠、占用空间小、效率高等优点。本文介绍了用方向余弦矩阵、MATLAB矩阵计算、

6、UG运动仿真，对空间RCPPRR机构进行分析设计。2空间机构的运动分析2.1空间机构的简介2.1.1空间机构的基本概念构件：机构中能作相对运动的刚体，其构件可以是一个零件，也可以是几个零件刚性连成。机构：机构是由构件组成的系统，用来传递运动或力的装置。运动副：两个构件即保持接触又容许相对运动的几何连接。在运动副中，随着接触几何形状的不同，两个构件间的相对运动，称为运动副的自由度f，其中f=1～5。各类运动副类型：相对运动为转动的运动副，称为转动副，用R表示，属于Ⅰ类副；相对运动为移动的运动副，称为移动副，用P表示，属于Ⅰ类副；沿着轴线即能移动又能转动的

7、运动副，称为圆柱副，用C表示，属于Ⅱ类副。2.1.2机构的自由度空间机构的自由度f>=1,运动副的结构形式为Ⅰ类～Ⅴ类。从而空间机构的自由度计算可按下式表达式：F=6n﹣5P1﹣4P2﹣3P3﹣2P4﹣P5式中n——活动构件数；——i类运动副的数。空间RCPPRR机构的自由度计算：F=6×5﹣5×5﹣4×1=1因此，该机构只有一个动力源，有确定的运动轨迹。2.2空间机构坐标系的选定研究空间机构时，应把三维坐标系转化为直角坐标系，即只需确定x轴和z轴，再按右手法则确定y轴。对于含有轴线的运动副（如转动副R、移动副P、圆柱副C）等，z轴应该与运动副轴线相重

8、合。先确定每一个运动副的z轴，然后沿每两个相邻z轴的公垂线，即最短距离标出各个x轴。2.3建立