基于模塊化設(shè)計(jì)的平面放縮機(jī)構(gòu)

1、基于模塊化設(shè)計(jì)的平面放縮機(jī)構(gòu)基于模塊化設(shè)計(jì)的平面放縮機(jī)構(gòu)陳玉紅李端玲(北京郵電大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院北京100876)摘要：摘要：針對(duì)傳統(tǒng)的采用剪刀機(jī)構(gòu)作為基本單元構(gòu)造平面圖形放縮機(jī)構(gòu)[1]時(shí)設(shè)計(jì)的基本構(gòu)件不能重復(fù)利用的缺點(diǎn)，提出一種由模塊化桿件組成的平面放縮機(jī)構(gòu)的方法。結(jié)合平面放縮機(jī)構(gòu)的基本原理和模塊化設(shè)計(jì)方法，探索模塊化方法在放縮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：平行四邊形機(jī)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)放縮機(jī)構(gòu)DesignofMechanismsBased

2、onModularfScalingPlanarGraphsChenYuhongLiDuanling(AutomationSchool，BeijingUniversityofPostsTelecommunication，Beijing100876)Abstract:ThoughscissslikeatomicbasicunitswhichcanconstructaplanarmechanismcannotbereusedIndertoov

3、ercometheweaknessamodularstructurefscalingplanargraphsisproposed.CombinationthebasicprinciplesofscalingplanargraphsmodulardesigntoexpletheapplicationofmodulardesigninscalinggraphsKeywd:ParallelogrammechanismsModulardesig

4、nPlanarpantograph0前言前言可展開機(jī)構(gòu)可以用在一些有幾何尺寸限制的場(chǎng)合，如航天技術(shù)中某些可伸展可組裝結(jié)構(gòu)，或者用來構(gòu)造可以變形的桁架?？烧归_機(jī)構(gòu)互相結(jié)合起來，構(gòu)成可以變形的桁架，可以用在一些尺寸有限制的場(chǎng)合，如航天器中某些課展開，可伸縮的機(jī)構(gòu)，建筑中可開合的屋頂，日常生活中可折疊的帳篷等。隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展模塊化設(shè)計(jì)已成為工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)的主要發(fā)展趨勢(shì)之一，模塊化被視為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化設(shè)計(jì)的主要途徑。模塊化設(shè)計(jì)通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

5、、設(shè)計(jì)過程的重組以大規(guī)模生產(chǎn)的成本實(shí)現(xiàn)了用戶化產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)及大規(guī)模生產(chǎn)條件下的個(gè)性化，增強(qiáng)產(chǎn)品創(chuàng)新能力、縮短設(shè)計(jì)周期，提高用戶化程度，同時(shí)又降低了成本[2]模塊化設(shè)計(jì)作為一種獨(dú)特的設(shè)計(jì)方式，具有靈活性與實(shí)用性，如何將這種設(shè)計(jì)原理和方法運(yùn)用到放縮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中去是一個(gè)具有現(xiàn)實(shí)意義的課題。用本文介紹的設(shè)計(jì)方法可以避免放縮機(jī)構(gòu)基本構(gòu)件的重復(fù)設(shè)計(jì)，只用簡(jiǎn)單通用的直桿構(gòu)件就可以組裝成任意平面圖形放縮機(jī)構(gòu)。1模塊化設(shè)計(jì)概念模塊化設(shè)計(jì)概念對(duì)一定范圍內(nèi)

6、的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊通過模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)的不同需求的設(shè)計(jì)方法為模塊化設(shè)計(jì)方法。模塊化產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中通過不同模塊的組合和匹配可以產(chǎn)生大量的變型產(chǎn)品這種不同的組合體使模塊化產(chǎn)品模型具有獨(dú)特的功能、結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)和層次。因此模塊化產(chǎn)品是一種重要的柔性策略形式即柔性的產(chǎn)品設(shè)計(jì)使企業(yè)可以通過組合現(xiàn)有模塊或新模塊以快速、低成本地生產(chǎn)能夠適應(yīng)市場(chǎng)和技術(shù)變

7、化的產(chǎn)品。[3]模塊化設(shè)計(jì)是傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的完善和發(fā)展。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不適合當(dāng)今市場(chǎng)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品品種、規(guī)格、式樣以及高性能等多樣性要求而模塊化設(shè)計(jì)則可使機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)進(jìn)入高效、高性能時(shí)代。2.2.模塊化與平面放縮機(jī)構(gòu)結(jié)合模塊化與平面放縮機(jī)構(gòu)結(jié)合2.12.1基于模塊化的平行四邊形放縮機(jī)構(gòu)基于模塊化的平行四邊形放縮機(jī)構(gòu)圖1所示的8個(gè)點(diǎn)組成的字母A字形可以由圖2所示的機(jī)構(gòu)進(jìn)行放縮，它是由兩套相同的機(jī)構(gòu)通過轉(zhuǎn)動(dòng)副在8個(gè)點(diǎn)處鏈接

8、而成的[5]。其中字母A放縮機(jī)構(gòu)的點(diǎn)A，BC三處的桿件按一定角度固連成一個(gè)構(gòu)件。圖3所示的是端點(diǎn)B處構(gòu)件，它是由B1B2B3所代表的桿件在點(diǎn)B處固定連接所得到的。因?yàn)檫@三處構(gòu)件連接點(diǎn)處設(shè)計(jì)的角度是不同的，每次都要按照設(shè)計(jì)要求重新設(shè)計(jì)，且設(shè)計(jì)的構(gòu)件不能重復(fù)利用。圖1由8個(gè)點(diǎn)組成的A字形圖2字母A放縮機(jī)構(gòu)圖3端點(diǎn)B處構(gòu)件形狀示意圖為了實(shí)現(xiàn)平面圖形放縮機(jī)構(gòu)的可重復(fù)利用，減少設(shè)計(jì)量，提出基于模塊化設(shè)計(jì)的放縮機(jī)構(gòu)，其基本構(gòu)件是圖4所示的直桿件和圖