空间连杆机构的应用实例

空间四连杆机构的等视角原理及应用莫灿林陈延生摘要（本文通过对空间四连杆机构的等视角原理、相对运动转换及相对转动极线确定方法和研究，找到按给定连架杆两组、三组、四组对应位置的空间四连杆机构的几何设计方法。

）1、空间四连杆机构的等视角原理：图1所示，AB杆在V面上绕过点A且垂直于V面的轴线Y A转动，DC杆在H面上绕过点D且垂直于H面的轴线Z D转动，AB1C1D、AB2C2D为空间四连杆机构ABCD运动的两个位置。

分别作线段B1B2、C1C2的中垂面M、N，它们的交线为L12。

根据空间两等长线段可绕一轴线旋转使它们重合的性质知，连杆BC的两位置B1C1、B2C2可绕直线L12作纯转动实现。

在此，可称直线L12为转动极线或极线。

现把图1换成图2的形式，极线L12垂直于平面P1B1B2、P2C1C2，连杆BC绕极线转过角φ12，则点B1、C1同时在极线L12的垂直面上绕L12转过角φ12，到达B2、C2，所以∠B1P1B2=∠C1P2C2=φ12。

⌒B1B2的交点，点C11为中垂面N与平面P2C1C2上⌒C1C2的交点。

由于中垂面M、N分别过Y A、Z D轴，所以∠B1P1B11=∠B11P1B2=φ12/2，∠C1P2C11=∠C11P2C2=φ12/2。

因为∠B1P1B11=∠C1P2C11=φ12/2，所以B1C1=B11C11，B1C1绕极线L12旋转φ12/2可与B11C11重合。

设点B11、C11、B1、C1与极线L12构成的平面分别为M1、N1、M2、N2，则二面角M1-L12-N1与二面角M2-L12-N2相等。

因点B11、C11分别在M、N上，故M1与M重合，N1与N重合。

因M、N分别过轴Y A、Z D，故点A、D分别在M、N上。

由此可得到以下的结论：由极线和连杆销轴中心所构成平面的夹角，与由极线和固定杆销轴中心所构成平面的夹角相等，由极线分别与两连架杆的销轴中心所构成的两个二面角相等。

第三章连杆机构设计和分析本章重点：平面四杆机构设计的几何法、解析法，及平面连杆机构运动分析的几何方法、解析法，机构动态静力分析的特点本章难点：1. 绘制速度多边形和加速度多边形时，不仅要和机构简图中的位置多边形相似，而且字母顺序也必须一致。

2．相对速度和加速度的方向，及角速度和角加速度的转向。

3．用解析法对平面机构进行运动分析，随着计算机的普及，已越来越显得重要，并且将在运动分析中取代图解法而占主要地位。

其中难点在于用什么样的教学工具来建立位移方程，并解此方程。

因为位移方程往往是非线性方程。

基本要求：了解平面连杆机构的基本型式及其演化；对平面四杆机构的一些基本知识(包括曲柄存在的条件、急回运动及行程速比系数、传动角及死点、运动的连续性等)有明确的概念；能按已知连杆三位置、两连架杆三对应位置、行程速比系数等要求设计平面四杆机构。

§3－1 平面四杆机构的特点和基本形式一、平面连杆机构的特点能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律，低副不易磨损而又易于加工。

由本身几何形状保持接触。

因此广泛应用于各种机械及仪表中。

不足之处:作变速运动的构件惯性力及惯性力矩难以完全平衡；较难准确实现任意预期的运动规律，设计方法较复杂。

连杆机构中应用最广泛的是平面四杆机构。

二、平面四杆机构的基本型式三种：曲柄摇杆机构双曲柄机构双摇杆机构三、平面四杆机构的演变1．转动副转化为移动副2．取不同构件为机架：3．变换构件的形态4．扩大转动副尺寸。

§3－2 平面连杆机构设计中的一些共性一、平面四杆机构有曲柄的条件上一节中，已经讲过平面四铰链机构中有三种基本形式：曲柄摇杆机构（一个曲柄）；双曲柄机构（二个曲柄）；双摇杆机构（没有曲柄）。

可见有没有曲柄，有几个曲柄是基本形式的主要特征。

因此，曲柄存在条件在杆机构中具有十分重要的地位。

下面分析曲柄存在条件：在铰链四杆机构中，有四个转动副和四个杆，为什么连架杆能作整周旋转（曲柄），有时就不能作整周旋转（摇杆）呢？这主要是因为四杆的相对杆长能约束连架杆是否能整周旋转或只作摆动的缘故。

第8章连杆机构及其设计研究内容：1. 连杆机构及其类型与应用2. 平面四杆机构的基本特性3. 平面四杆机构的设计——图解法和解析法4. 平面多杆机构和空间连杆机构简介第1讲连杆机构及其类型与应用8.1.1 连杆机构及其传动特点8.1.2 平面四杆机构的类型8.1.3 平面四杆机构的应用连杆机构的应用实例：四足行走机，雨伞，假肢例铰链四杆机构曲柄滑块机构摆动导杆机构连杆机构的共同特点：⏹均有连杆：机构的原动件和从动件的运动都需要经过连杆来传动——连杆机构⏹均为低副 : 机构中的运动副一般均为低副——低副机构⏹构件杆状：机构中的构件多呈现杆的形状——杆。

用杆数命名，分四杆机构、六杆机构等连杆机构的传动特点优点： 缺点： ⏹ 运动链长，累积误差大，效率低；⏹ 惯性力难以平衡，动载荷大，不宜用于高速运动；⏹ 一般只能近似满足运动规律要求。

⏹ 运动副一般为低副；⏹ 构件多呈现杆的形状；⏹ 可实现多种运动变换和运动规律；⏹ 连杆曲线形状丰富，可满足各种轨迹要求。

⏹双摇杆机构 ： 等腰梯形机构1. 基本形式连架杆： 曲柄 摇杆转动副： 周转副 摆转副铰链四杆机构 ⏹曲柄摇杆机构⏹双曲柄机构 ： 平行四边形机构，逆平行四边形机构有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）2. 演化形式演化方法：1）改变构件的形状及运动尺寸2）运动副的改变尺寸3）选用不同的构件为机架——机构的倒置4）运动副元素的逆换曲柄摇杆机构的应用：双曲柄机构的应用：⏹连杆直线轨迹运动；连杆姿态大变姿运动 ⏹等腰梯形机构：两摇杆同向摆动转向运动⏹一般双曲柄机构：连续匀速转动变换变速连续转动⏹平行四边形机构：两曲柄同速同向转动；连杆平动运动；连杆同圆轨迹运动 ⏹逆平行四边形机构：两曲柄反向相对运动；双摇杆机构的应用： ⏹连续转动变换往复摆动运动⏹往复摆动运动变换连续转动⏹ 连杆曲线实现运动轨迹要求 有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）。

RSSR空间四连杆机构的设计应用张国柱王惠刚(常熟纺织机械厂有限公司215500)摘要RSSR空间四连杆机构随着实际应用不断变化和发展。

分析机构,用参数描述杆件,应用计算机,使机构的设计计算程序化。

结合应用使机构杆件参数的确定便捷、准确、优化,从而完成RSSR空间四连杆机构的初步设计。

关键词RSSR空间四连杆机构参数解析法机构设计1前言空间连杆机构在纺织、针织、服装等专业机械方面有着广泛的应用。

RSSR空间四连杆机构是众多空间连杆机构中的典型,具有结构紧凑、传动准确可靠等优点,并在实际应用中不断变化和发展。

随着CAD设计和程序设计的普遍应用,解析法设计连杆机构已成为首选方法,结合图解法和结构设计,可以获得准确、优化的机构参数,并使设计进程加快。

本文对夹角为90b的RSSR型空间四连杆机构的相关公式进行了引用推导,并分析说明了用参数描述杆件、推导公式、设计计算程序化的过程。

结合RSSR型空间四连杆机构在共轭凸轮式折入边装置和织带机上的设计应用过程,对RSSR型空间四连杆机构的参数化设计进行说明,通过比对分析杆件的运动规律,便捷、准确、优化地确定杆件参数,完成空间四连杆机构的初步设计。

通过CAD作图和结构设计对机构杆件的材料、截面尺寸、球面副、转动副等细节进行确认,校核机构的动力学性能,并对机构进行实验运行,从而完善机构的应用设计。

2RSSR空间四连杆机构的分析2.1RSSR空间四连杆机构图1为RSSR空间四连杆机构ABCD,AD组成机架,AB杆和CD杆在A、D点组成转动副R,连杆BC分别与AB和CD组成球面副S,点B和C各为球面副的球心。

假定AB为主动杆,CD为从动杆。

通过B和C各作平面V和U分别垂直于主动轴A 和从动轴D,两个平面的交线为ZZ。

由于首末两轴垂直交错,交角等于90b的RSSR空间四连杆机构比较常用,则如图1所示V和U平面的夹角为90b。

将平面V绕ZZ回转90b与平面U重合,得到图2。

连杆机构应用实例
连杆机构是一种常见的机械结构，由连接在一起的刚性杆件组成，用于转换和传递运动和力量。

以下是一些连杆机构的应用实例：
1. 发动机：内燃机中的连杆机构将活塞运动转换为曲轴旋转运动。

活塞与曲轴通过连杆相连接，当活塞在气缸内运动时，连杆将活塞的线性运动转换为曲轴的旋转运动，从而驱动发动机工作。

2. 汽车悬挂系统：汽车悬挂系统中的连杆机构用于连接车轮和车身，以实现平稳的悬挂运动。

常见的连杆机构包括麦弗逊悬挂系统和多连杆悬挂系统，它们通过连杆的连接实现车轮的运动和悬挂系统的支撑。

3. 压力机：压力机中的连杆机构用于将电动机的旋转运动转换为上下往复运动，从而实现对工件的压力加工。

连杆机构可以控制压力机的行程和速度，使其适应不同的加工需求。

4. 摆线机构：摆线机构是一种特殊的连杆机构，用于实现直线运动转换为曲线运动。

它广泛应用于工业机械中，如绘图仪、雕刻机、数控机床等，以及一些玩具和装饰品中。

5. 机械手臂：机械手臂通常采用多连杆机构，以实现复杂的运动和
工作任务。

连杆的长度和连接方式可以灵活调整，使机械手臂能够在不同的工作空间内进行精确的运动和抓取操作。

这些只是连杆机构应用的几个示例，实际上，连杆机构在各种机械系统和装置中都有广泛应用，包括工业机械、交通工具、医疗设备、农业机械等领域。

它们通过转换运动和力量，实现了各种复杂的机械操作和功能。

连杆机构的应用实例原理1. 引言连杆机构是一种常见的机械传动装置，广泛应用于各个行业中。

本文将介绍连杆机构的应用实例，并解析其原理。

2. 汽车发动机中的连杆机构汽车发动机是连杆机构最常见的应用之一。

其原理如下：•连杆机构的作用是将往复直线运动转化为旋转运动。

•发动机活塞通过连杆与曲轴相连，当活塞往复运动时，连杆传递活塞的运动给曲轴，使其旋转。

•曲轴的旋转运动通过连杆机构继续传递给汽车的轮胎，推动汽车前进。

3. 工业机械中的连杆机构连杆机构在工业机械中也有广泛的应用。

以下是一些工业机械中连杆机构的应用实例：3.1 按压机按压机是一种常见的工业设备，用于在制造过程中对物体进行压实和加工。

连杆机构在按压机中起到以下作用：•连杆机构通过转动电机的旋转运动，将直线运动转化为往复运动。

•往复运动的活塞推动压实杆向下施加力量，压实和加工物体。

3.2 冲床冲床是一种用于冲压金属和其他材料的工具。

连杆机构在冲床中的应用如下：•连杆机构通过电机的旋转运动，将连杆上的滑块上下往复运动。

•往复运动的滑块带动冲头，对材料进行冲击和冲孔操作。

3.3 重锤机械重锤机械用于对物体进行冲击和打击，常用于破碎、振动筛选、压力实验等工作中。

连杆机构在重锤机械中的应用原理如下：•连杆机构通过电机的旋转运动，将连杆上的滑块上下往复运动。

•往复运动的滑块带动重锤进行冲击和打击工作。

4. 家庭用具中的连杆机构连杆机构在家庭用具中也有一些应用，以下是一些家庭用具中连杆机构的应用实例：4.1 蒸汽熨斗蒸汽熨斗是用于熨烫衣物的工具，其中的连杆机构起到以下作用：•连杆机构通过电热元件的工作，将直线运动转化为微小的往复运动。

•往复运动的熨斗底板带动衣物表面，使其平整。

4.2 搅拌机搅拌机用于混合食材和制作食物。

连杆机构在搅拌机中的应用如下：•连杆机构通过电机的旋转运动，将直线运动转化为旋转运动。

•旋转运动的搅拌叶片带动食材进行搅拌和混合。

4.3 风扇风扇用于产生风力，提供空气流动。

曲柄摇杆机构的例子
曲柄摇杆机构是一种常见的机械结构，广泛应用于各种机械设备中。

它由曲柄、连杆和摇杆组成，通过曲柄的旋转，驱动摇杆做往复运动，从而实现特定的功能。

一个常见的曲柄摇杆机构的例子是汽车发动机中的连杆机构。

发动机的曲轴上
安装了曲柄，曲柄与连杆相连。

连杆连接着曲柄和活塞，当曲柄旋转时，连杆会带动活塞以往复运动。

活塞的往复运动使得汽缸内的燃料和空气混合物发生爆炸燃烧，从而驱动汽车的运动。

另一个例子是手动绞肉机。

绞肉机的曲柄连接着绞肉机的旋转刀片，当我们转
动曲柄时，刀片进行旋转，将食物切碎或搅拌。

这种曲柄摇杆机构的设计简单实用，通过人力的旋转产生机械能，实现了高效的食物处理。

此外，曲柄摇杆机构还广泛应用于机械制造、农业、玩具等领域。

例如，割草
机中的刀片通过曲柄摇杆机构进行旋转，实现草坪修剪；玩具车上的方向盘通过曲柄摇杆机构与车轮相连，使得车辆能够转向。

总的来说，曲柄摇杆机构作为一种机械传动装置，在各个领域中都有广泛的应用。

通过合理设计，可以实现不同的功能要求，提高机械设备的性能和效率。

收集的几种连杆机构机器人行走背后的机械原理（一）机器人概念已经红红火火好多年了，目前确实有不少公司已经研制出了性能非常优越的机器人产品，我们比较熟悉的可能就是之前波士顿动力的“大狗”和会空翻的机器人了，还有国产宇树科技的机器狗等，这些机器人动作那么敏捷，背后到底隐藏了什么高科技呢，控制技术太过复杂，一般不太容易了解，不过其中的机械原理倒是相对比较简单，大部分都是一些连杆机构。

连杆机构（Linkage Mechanism）又称低副机构，是机械的组成部分中的一类，指由若干（两个以上）有确定相对运动的构件用低副（转动副或移动副）联接组成的机构。

低副是面接触，耐磨损；加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面，制造简便，易于获得较高的制造精度。

由若干刚性构件用低副联接而成的机构称为连杆机构，其特征是有一作平面运动的构件，称为连杆，连杆机构又称为低副机构。

其广泛应用于内燃机、搅拌机、输送机、椭圆仪、机械手爪、牛头刨床、开窗、车门、机器人、折叠伞等。

主要特征连杆机构构件运动形式多样，如可实现转动、摆动、移动和平面或空间复杂运动，从而可用于实现已知运动规律和已知轨迹。

优点：（1）采用低副：面接触、承载大、便于润滑、不易磨损，形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。

（2）改变杆的相对长度，从动件运动规律不同。

（3）两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的，它不像凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触。

（4）连杆曲线丰富，可满足不同要求。

缺点：（1）构件和运动副多，累积误差大、运动精度低、效率低。

（2）产生动载荷（惯性力），且不易平衡，不适合高速。

（3）设计复杂，难以实现精确的轨迹。

百度百科的相关词条图片如下下面我们就看看一般都有什么连杆机构适于用于行走（或者移动）的。

第一、平面四杆机构（Planar four-bar mechanism ）平面四杆机构是由四个刚性构件用低副链接组成的，各个运动构件均在同一平面内运动的机构。

RSSR空间四连杆机构的设计应用张国柱王惠刚(常熟纺织机械厂有限公司215500)摘要RSSR空间四连杆机构随着实际应用不断变化和发展。

分析机构,用参数描述杆件,应用计算机,使机构的设计计算程序化。

结合应用使机构杆件参数的确定便捷、准确、优化,从而完成RSSR空间四连杆机构的初步设计。

关键词RSSR空间四连杆机构参数解析法机构设计1前言空间连杆机构在纺织、针织、服装等专业机械方面有着广泛的应用。

RSSR空间四连杆机构是众多空间连杆机构中的典型,具有结构紧凑、传动准确可靠等优点,并在实际应用中不断变化和发展。

随着CAD设计和程序设计的普遍应用,解析法设计连杆机构已成为首选方法,结合图解法和结构设计,可以获得准确、优化的机构参数,并使设计进程加快。

本文对夹角为90b的RSSR型空间四连杆机构的相关公式进行了引用推导,并分析说明了用参数描述杆件、推导公式、设计计算程序化的过程。

结合RSSR型空间四连杆机构在共轭凸轮式折入边装置和织带机上的设计应用过程,对RSSR型空间四连杆机构的参数化设计进行说明,通过比对分析杆件的运动规律,便捷、准确、优化地确定杆件参数,完成空间四连杆机构的初步设计。

通过CAD作图和结构设计对机构杆件的材料、截面尺寸、球面副、转动副等细节进行确认,校核机构的动力学性能,并对机构进行实验运行,从而完善机构的应用设计。

2RSSR空间四连杆机构的分析2.1RSSR空间四连杆机构图1为RSSR空间四连杆机构ABCD,AD组成机架,AB杆和CD杆在A、D点组成转动副R,连杆BC分别与AB和CD组成球面副S,点B和C各为球面副的球心。

假定AB为主动杆,CD为从动杆。

通过B和C各作平面V和U分别垂直于主动轴A 和从动轴D,两个平面的交线为ZZ。

由于首末两轴垂直交错,交角等于90b的RSSR空间四连杆机构比较常用,则如图1所示V和U平面的夹角为90b。

将平面V绕ZZ回转90b与平面U重合,得到图2。