基于matlab曲柄滑块机构的运动学分析

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1、MATLAB基于曲柄滑块机构的运动学分析黑龙江八一农垦大学工程学院张欣悦李连豪王涛摘要MATLAB运动仿真技术是借助计算机技术和MATLAB软件技术平台发展起来的一种分析机械运动参数的技术。以往解析法的计算主要依靠C语言或VB语言，这些语言指令繁琐，语句结构复杂，而MATLAB程序语言简洁更易操作。因此，本文就是以曲柄滑块机构为例，借助MATLAB运动仿真技术对其进行分析，试图通过其可视化功能将曲柄滑块机构的运动参数用图像的方式表达出来。关键词MATLAB曲柄滑块运动学分析Thekinematicsanaly

2、sisofslider－crankmechanismbasedonMATLABZhangXinyue，LiLianhao，Wangtao(CollegeofEngineeringHeilongjiangBayiAgriculturalUniersityDaqing163319)Abstract:MATLABMotionSimulationisatechnologytoanalysismechanicalmotionparametersdevel-opedwiththehelpofcomputertechnol

3、ogyandMATLABsoftwaretechnologyplatform．Formerlythecalcu-lateofanalyticalmethodbasedonClanguageandVBlanguage，theirinstructstedious，sentences＇struc-tureiscomplex，thenMATLABprogramlanguageiseasiertomanipulate．Inthispaperaslider－crankmechanismasanexample，analys

4、editbymeansofMATLABMotionSimulation，Throughitsvisualfunc-tiontriedtoexpressslider－crankmechanism＇smotionparametersinapictureway．Keywords:MATLAB;slider－crank;kinematics;analysis0运动参数表现在具体的图像中，实现由表及里地对机构进行研究分析。本文基于MATLAB技术没有选定某一具体机械中的曲柄滑块机构进行研究，原因在于本文试图通过曲柄滑块

5、机构这一理论模型的普遍性角度去研究，当然这也是本文的不足之处，从而导致在解决实际问题时的具体模拟分析时出现偏差。引言曲柄滑块机构理论模型应用于许多机械中，例如，废旧电池切割机械、矿石粉碎机械等，如何得到这些现有机械中曲柄滑块机构理论模型的运动特性，以及如何研究机构中各连杆的内部应力应变情况，以便设计出合理的结构，这些问题需要作进一步解答。MATLAB运动仿真运用的目的在于通过其强大的矩阵计算功能、简单易操作的编程语言和可视化功能来表达机构的运动特性，即将机构运动参数的变化情况最终通过可视化的图像表达出来，实现

6、图形仿真，从而对机构做进一步的研究。运用MATLAB运动仿真具有重要意义，其一，MATLAB的计算单元为矩阵，其强大的计算功能可以实现机构的定量分析;其二，简易的编程语言在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C语言)，可以大大提高研究工作的效率;其三，可视化1MATLAB运动仿真技术发展现状自20世纪90年代MATLAB1．0问世至今，发展到MATLAB2012a，其数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能都有很大改善，因此成为各工程学科领域的必备研究工具。在国外

7、MATLAB的使用也成为理工科学生的一项必备技能。目前，在工业技术和计算机技术较发达的欧美国家，尤其在美国，MATLAB运动仿真技术比较成熟，主要表现在:(1)MATLAB运动仿真核心技术的掌握与运用;(2)MATLAB运动仿真与相关学科理论两者结功能可透过机构运动的表面现象实质性地将机构的农机使用与维修2012年第4期59合运用得较好。随着MATLAB工具功能的不断强大，国外的MATLAB运动仿真技术将走向理论多元化道路。国内的MATLAB运动仿真技术较晚，主要原因在于国内接触MATLAB软件工具较晚，具体

8、原因是当时的大中型电脑还不普及。国内MATLAB核心技术的日趋成熟，也能够完成较复杂机构的运动仿真，但与国外相比，国内的MATLAB运动仿真技术开发力度还不够强。在学习借鉴国外经验和自我研习的基础上，国内MATLAB运动仿真技术将努力赶超国外先进技术，并创新地应用于实际问题中。2曲柄滑块机构的运动学分析曲柄滑块机构运动分析包括连杆和滑块的位移、速度和加速度分析，两者的运动分析均以其理想几何中心为质点