文档介绍：传统机构学的发展经历了三个垂要时期:徳国学派、前苏联学派与美国学派,现已进入一个新的重要时期,构建与发展现代机构学,为现代机构创新设计提供系统理论与有效方法,以适应多学科技术交叉的现代机械系统(如机器人系统)发展的需要。现代机构学由结构学、运动学和动力学三大块组成,其中在结构学与运动学方而已有较多学者进行了相关研究,而且形成了较成熟的理论,但是关于动力学的研究尚未形成完整、系统的理论1,且未与结构学、运动学形成较好的统i模型,因此还需对机构动力学做进一步深入的研究。一、现代机构学理论体系及其发展趋势1现代机构学理论体系的构建机构学乂称机构和机器理论简称机械原理。18世纪下半叶第一次工业革命促进了机械工程学科的迅速发展,机构学在原來的机械力学基础上发展成为一门独立的学科,通过对机械的结构学、运动学和动力学的研究形成了机构学独立的体系和独特的研究内容,对于18至19世纪产生的纺织机械、蒸汽机及内燃机等的结构和性能的完善起了很大的推动作用。随着科学技术的飞速发展,当今世界乂在经历场新的产业革命,现代机械的概念已大大不同丁•16世纪机械的概念,其特征是以貝有计算机信息处理和控制的手段,从而促使机构学发生广泛、深刻的变化2,在这样背景下各学者着手构建现代机构学理论体系。,基本理论主耍围绕非数值类非线性问题展开。内容涉及:借助符号运算的机构结构一功能Z间的映射关系,映射关系的解空间,以及解空间方案的非数值优化理论与方法的研究。在机构拓扑结构学方而杨廷力教授深入研究并总结了一套完整的理论3,该理论把结构学的结构分析和综合闸述得十分详细。对于结构分析,杨廷力教授将机构拆分成有序的单开链单元(SOC)4-6,在7计算机构活动度时给出了具有普遍意:义、易计算的公式:ml'fiMinLj(m运动副数,基木回路数,Lj第j个基本回i1j1路单独存在时的秩,机构虚约束)。除此Z外,为了表征运动链回路Z间的耦合程度,提出了耦合度的概念。3结构综合可分为两人类:串联机构拓扑综合和并联机构拓扑综合。拓扑结构综合的步骤是:首先选定单开链的运动输出矩阵,然后确定运动副类型与数目,再确定运动副轴线方位的配置类塑,最后检验运动输出特征矩阵。,基本理论主要围绕数值类非线性方程的建立、方程的解空间以及解空间的方案的优化理论与方法问题展开。机构运动学主要研究两类问题:运动分析与综合,其基本框架如图1所示。文献综述拓扑机构运动学建模方程的计算机自动生成基于杆、副单元力学原理逻辑原理解空间:方程求解方法拓扑描述基于树与连支机构运动学特性分析基丁-、反解问题。己知机构各输入运动副的位置参数求解输出件上平台的位置参数称之为机构位置的正解已知输出件上平台的位置参数求解各输入运动副的位置参数称Z为机构位置的反解。对于串联机构正解问题简单而逆解问题复杂:而并联机构正相反反解问题比较简单正解问题却是并联机构运动学的难点Z—且在实际应用中具有重要意义8。例如如何用绘小的机构尺寸获得必要的工作空间如何避开机构运动的奇异位置以及分析机构末端输出误差及实际