Синтез и кинематический анализ двухподвижного пространственного 5R механизма

• Автор: Мингазов, Марат Ринатович
• Шифр специальности: 05.02.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 136 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ N11 МЕХАНИЗМОВ
1.1 Исследования зарубежных ученых
1.2 Исследования отечественных ученых
Выводы по главе
ГЛАВА 2. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОБРАЗОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ N13. МЕХАНИЗМОВ И РАЗРАБОТКА КЛАССИФИКАЦИИ ПО СПОСОБАМ СИНТЕЗА
2Л Исследования структуры механизмов по Грасгофу
2.2 Анализ исследований структуры механизмов по Ларошеллю
2.3 Анализ классификации структуры механизмов по Голдбергу
2.4 Классификация механизмов по структуре
2.5 Классификация механизмов по способам образования
Выводы по главе
ГЛАВА 3. СИНТЕЗ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ N11 МЕХАНИЗМОВ КАК БАЗОВЫХ МЕХАНИЗМОВ МЕХАТРОННЫХ УСТРОЙСТВ
3.1 Об управлении механизмами
3.2 Плоский 4Я механизм
3.3 Плоский 5Я механизм
3.4 Сферический 4Л механизм
3.5 Сферический 511 механизм
3.6 Пространственный 4Л механизм
3.6.1. Кинематика ведомого кривошипа
3.6.2. Модификации пространственного 4Л механизма
3.7 Двухподвижный пространственный 5Я механизм
3.7.1. Кинематика ведомого звена
3.7.2 Кинематика шатуна
3.7.3 Кинематика характерных точек
3.8 Двухподвижные пЯ механизмы
3.8.1 Плоский двухподвижный 5R механизм
3.8.2 Сферический двухподвижный 5R механизм
3.8.3 Пространственные двухподвижные пт механизмы
Выводы по главе
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ДВУХПОДВИЖНОГО 5R МЕХАНИЗМА
4.1 Описание CAD модели пространственного двухподвижного 5R механизма
4.2 Описание экспериментальной установки на базе пространственного двухподвижного 5R механизма
4.3 Результаты расчетов кинематики рабочего шатуна пространственного двухподвижного 5R механизма
4.4 Результаты расчетов влияния структурных параметров на кинематику характерной точки пространственного двухподвижного 5R механизма
4.5 Результаты расчетов влияния угловых скоростей ведущих звеньев на кинематику характерной точки пространственного двухподвижного 5R механизма
4.6 Применение двухподвижного пространственного 5R механизма
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение
Актуальность темы диссертации.
Одним из основных направлений развития современной науки и техники в XXI веке является изучение, проектирование, изготовление и внедрение систем автоматизированного управления на базе достижений в области электроники, механики, автоматики и информатики - мехатронных систем. В этих условиях появляется потребность в создании устройств, рабочий орган которых способен совершать управляемые пространственные движения, обеспечивающие выполнение широкого круга задач: перемещение объектов в пространстве с переменными скоростями и ускорениями, позиционирование на объектах сложной геометрической формы, воспроизведение движения человека или его замена в труднодоступных и вредных для него местах.
Одним из основных компонентов любой мехатронной системы является механическое устройство, предназначенное для преобразования движений звеньев в требуемое движение рабочего органа. В основном, механическое устройство проектируется на базе открытой кинематической цепи, которая позволяет обеспечить универсальность и мобильность устройства, выбирать различную траекторию движения, возможную ориентацию рабочего органа и законы движения во времени. Однако одним из недостатков такого способа построения являются низкая точность позиционирования с увеличением количества звеньев и появление негативных сил консольности.
Решением данной проблемы может стать замена открытой цепи на замкнутую цепь, а именно на пространственные механизмы с одними лишь вращательными парами (пЯ механизмы). Во-первых, замкнутость контура в механизмах позволяет точнее манипулировать и позиционировать в пространстве более массивными объектами. Во-вторых, пространственные цепи обладают преимуществами перед плоскими замкнутыми цепями - более

-р. 411 1яопгат Классификация пространственных
> У 0— «&$
511 4К + 4[? от механизмов
^ *Г ^—-Ч хи ^ 0 % • / % <5?
6 К 41? +41? 4 К • 4 К ■ 4 К 5К - 5К
^ 4 1 % 4 4- —^ *ч 4 "%■ 4 ^ 4"-^ 4 I. % Щ ■ й /1 - -Ц ^ € > к Л и/' &- ф
кресечеиие осей Содержит признак симметрии Особые структурные элементы
5Ч у* ф Катк ЬК Влеагс! 6К фф Хс11а1х 6 К
Т ^ V / -<л У у / ^
»К многократное повторение
1*411 2*4К 3*4К. Лч 4*411, т <3 ! ■ ■ ф 1 ■ Т ^ 0 4 V ^
1 *41? 5*41? <5 ЙЯ ^ 1_0„ 13*411 ' Г с 1.*~: С 1 Г< Г( I 38*4Ы 1 и и и и и и и 1 Г ^хххх:^':^ _• ! п П__ГI Г| П ,!'!_ Л_|
1 *511 2*51? 3*5 И 4*5 Я ( У7 в Ш Ф >*51? ТЧ1 ;и
Рис. 2.5 Классификация пространственных п!1 механизмов по структуре