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具有变胞功能的电动装载机构构态进化拓扑结构分析与基因建模
学兔兔 第 50卷第 l期 机 械 工 程 学 报 VO1．5O NO．1 20l4年 1月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Jan． 2014 DoI：10．3901／JM E．2014．01．038 具有变胞功能的电动装载机构构态进化拓扑结构 分析与基因建模木 潘宇晨 ，2 蔡敢为 王红州 高德中 戴建生3,4 (1．广西大学机械工程学院 南宁 530004； 2．广西大学土木建筑工程学院 南宁 530004； 3．伦敦大学国王学院 伦敦 WC2R2LS 英国； 4．天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室 天津 300072) 摘要：变胞机构是一类具有多功能阶段变化、多拓扑结构变化、多自由度变化等特征的机构 将其应用于装载机研究发明的 新型电动装载机构，可按不同阶段的工作需求改变其执行机构的拓扑结构，只需一台驱动电动机就能完成传统两 自由度液压 装载机铲装、翻转、抬升、卸料等工作任务。采用电动机驱动、连杆传动的方式，能有效克服液压系统零部件加工装配要求 高、维护保养困难、易产生漏油等缺点；且电动机均安装在机架上，避免了传统串联式机械手的驱动电动机大都安装在铰链 处，导致的刚性差、惯量大等问题。介绍变胞装载机构的变胞源机构以及实现变胞功能的几何变胞方法，利用邻接矩阵和拓 扑图描述了各工况对应的子工作阶段机构的拓扑结构变化，分析其工作原理和构态转化特点，得到机构构态演变过程的生物 学进化特性。针对机构的结构和连接特点，研究变胞进化生长过程中构型的转化方式和蜕化方法，对各个构型单元分别进行 进化计算，得到变胞源机构的基因模型表达式。 关键词：变胞机构；电动装载机；基因建模；拓扑结构 ． 中图分类号：TH112 TopologicalAnalysis0fC0nfigurati0nEvolutionandBiologicalM odelingofa NovelTypeofElectricLoadingM echanism withM etamorphicFunctions PAN Yuchen CAIGanwei WANG Hongzhou GAO Dezhong DAIJiansheng ’ (1．CollegeofMechanicalEngineering，GuangxiUniversity,Nanning530004； 2．CollegeofCivilEngineeringandArchitecture，GuangxiUniversity,Nanning530004； 3．King’SCollege，UniversiytofLondon，LondonWC2R2LS，UK； 4．KeyLaboratoryforMechanism Theory andEquipmentDesignofM inistry ofEducation， TianjinUniversiyt,Tianjin300072) Abstract： Metamorphicmechanism isaclassofmechanism whichpossess
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