盒式柔性变胞机构的构态研究

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1、第4期机械设计与制造2009年4月MachineryDesign&Manufacturel57文章编号：1001—3997(2009)04—0157—03盒式柔性变胞机构的构态研究术李东福金国光2蒋启成3,4(烟台汽车工程职业学院，烟台265500)(天津工业大学，天津300160)(沈阳鸿成经贸有限公司，沈阳110004)(东北大学，沈阳110004)Metamorphicmechanism--configurationanasysofjnkcartridgeLIDong—fu，JINGuo-guan~，JIAN

2、GQi-eheng，(YantaiInstituteofAutomotiveEngineeringProfession，Yantai265500，China)(TianjinPolytechnicUniversity，anjin300160，China)(ShenyangEconomicandTradeCo．，Ltd，Shenyang110004，China)(NortheasternUniversity，Shenyang110004，China)iQIWQO~D．．．．QI~Omt~OI~Q~IUOO~O~IWO

3、D~I~DDODOQ~~QIIggD~~~OOIIIIIIOII，【摘要】变胞机构是一类具有自我重组和重构特征的机构。要进行变胞机构的动力学建模和分析，必须先进行构态分析，采用规则编号法和拓扑图相结合的方法描述柔性变胞机构的构态，并引入关联矩阵、邻接矩阵和通路矩阵来描述变胞机构体问的关系。i关键词：变胞机构；构态分析；关联矩阵；通路矩阵；邻接矩阵l【Abstract】Metamorphicmechanismis口kindofmechanismthathasrestructuringandslef-re一§confi

4、gurationcharacter．TheymustproceedconfigurationAnasysbeforetheyestablishmodelingofrecta-lmorphicmechanism．Bodiesofmetamorphicmechanismaretopologicallydescribedbyadoptingthelmethodthatcombinesregulationnumberwithtopologicalmap．Relativematrix，pathmatrixandadjacen

5、cylmrixinr0duced5。砸￡。clearlydescr6emetamorphicchanislKeywords：Metamorphicmechanism；Configurationanasys；Relativematrix；Pathmatrix；lAdjacencymatrix’々。。，，／：、!口。}。，。。，，：中图分类号：THI12文献标识码：A1引言1O变胞机构自提出以来，受到国内外学者的广泛关注，并且取得了显著的研究成果。对刚性变胞机构的研究，从理论到变胞机械手都有所突破。但是对于柔性变胞机构

6、的研究还不深入，特别是柔性变胞机构的构态描述还不完善。采用规则编号法和拓扑图相结合的方法描述柔性变胞机构的构态，并引入关联矩阵、邻接矩阵和通路矩阵来描述变胞机构体问的关系。该方法可以为柔性图2盒式机构变胞机构的动力学建模提供理论基础。按规则编号法给出的盒式变胞机构的构态一的拓扑图，如图2构态描述方法3所示。为了描述变胞机构的构态，可以采用规则编号法和拓扑图相口2结合的方法。以经典的盒式柔性变胞机构为例进行分析，该型变胞机构主要由六个面板和七个折边组成构态一，如图1所示。经过折边的连接，最终形成了一个稳定的长方体盒式

7、机构，如图2所示。hlB113用／r_】2146jO图3构态一的拓扑图5仅用分层的规则编号法来说明体间关系还不够明确，一个有效的方法是基于图论的关联矩阵、通路矩阵和邻接矩阵。关联矩图1构态一阵S可以说明铰的内接和外接体。若变胞机构的某一构态有Ⅳ★来稿日期：2008—06—18★基金项目：国家自然科学基金项目(50675154)，教育部科学技术研究重点项目资助(20512)l58李东福等：盒式柔性变胞机构的构态研究J第4期Tll个铰，因而也有n个体。这时关联矩阵s是nxn阶阵，它的纵列从机构的第一个构态开m始，转动构

8、板，：把詈折边l1固定到一芝面板胁表示铰的编号，它的横行表示体的编号。关联矩阵S的死素S定I上，两个构件成为1一0体0，构0态0一0变0为0构0态O二O，如O图O4所示。0构0态O0O0000000O0OOO1OO0O0义为：二中有一个闭环。根据有闭环系统的编号规则，其拓扑图，如图5●0100O00l0000000OO0k一1若体B是铰的1人】接体所示切除图