机构学和机器人学-1空间机构的基础知识课件.ppt
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1、第一章 空间机构的基础知识一、构件机构中能作相对运动的刚体。空间自由构件具有六个自由度。1-1 空间机构的结构分析二、运动副两构件直接接触,允许 相对运动的几何连接。运动副的自由度两构件用运动副联接后 所允许的相对运动。运动副的自由度一定满足:0F*6运动副提供的约束数目至少为1最多为5。l 根据运动副的约束数目的不同,空间机构运动副分为五级,即具有一个约束即为级运动副依次类推。也可根据运动副的自由度 f 等于1、2、3、4、5而分别称为、类副。l f=1 类副回转副(符号R)l 移动副(符号P)l 螺旋副(符号H)l f=3 类副球面副(符号S)l 平面副(符号PL)l 柱销副(符号SS)l
2、 f=4 类副球槽副(SG),l 平面圆柱副(CP)l f=5 类副球平面副(SP)l 以上所有运动副若为面接触的运动副称为低副。l 以上所有运动副若为点线接触的运动副称为高副。三、运动链和机构 运动链两个以上构件以运动副连接 而成的系统。闭式链组成一个或多个封闭形的运动链。开链不可组成封闭形的运动链。l 简单运动链运动链中可出现与其它三个构件相连的构件时。如图a、b、c,否则称为复杂运动链,如图d。l 运动链的自由度独立相对运动的个数或各构件相互位置变化所需自由参数(广义坐标)的个数。例如上图a四个运动参数1、2、3、4中只有一个自由参数(如1)F=1,上图b三个运动参数1、2、3均为自由参
3、数,F=3。l五、空间机构的自由度l(一)空间机构的自由度l 若空间机构由N个构件组成,其中之一为机架,活动构件数为n=N-1,构件其P1个级副、P2个级副P5个级副则空间机构相对于机架自由度:l l(11)l 作变换,若机构中共有K个运动副,第i个运动副的自由度为 fi 即提供的约束为(6fi),则:l 例1:l由式(13)当F=1时,运动副所允许的自由度为7。l例2:l例3:l选择两种具有转动输入和直线输出的单自由度空间机构(规定活动构件数n3)。l例4:(二)具有公共约束条件的机构自由度计算l l所得公共约束由机构运动副的特殊配置,使构件都失去了某些运动的可能,即该机构上所有构件加上了若
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