广义机构及其概念设计.pdfVIP

维普资讯 第 18卷第6期 机械设计与研究 Vo1．18No．6 2002年 12月 MachineDesignandResearch Dec．．2002 文章编号：1006—2343(2002)06—0021—03 广 义 机 构 及 其 概 念 设 计 张 青，邹慧君，廖 武 (上海交通大学机械与动力工程学院，上海 200030) 摘要 对广义机构及广义机构的概念设计的基本 内容和方法进行 了全面综述 ，通过对广义机构及其概念设计 特点的分析 ，提 出了广义机构概念设计的过程模型。基于广义机构的概念设计过程模型，进一步提 出了广义机构 概念设计的内容，并研究了运动与执行功能的分解、运动与执行功能的求解及创新解法、广义机构与传感检测子系 统和控制子系统之间的系统集成 、广义机构的建模和仿真等广义机构概念设计 中的相关问题。 关键词：广义机构；概念设计 中图分类号：TH111；TH112 文献标识码：A 现代机械的发展 ，使机构不仅仅是具有确定运动的构件 驱动元件和 由刚性、非刚性构件组成的运动链的集成体_6一。 系统 ，且构件也不再仅仅是刚性杆件，而是具有更广泛意义上 广义机构是机电一体化系统的一个子系统，是机电一体化系 的广义机构。广义机构是实现可控制运动或不可控制运动的 统的重要组成部分 ，它在机电一体化系统中完成运动与执行 的功能，因此在机电一体化产品的设计中，广义机构又称为广 义执行机构。广义执行机构的概念设计是从运动和执行功能 收稿 日期 ：2001—12—20 的要求出发，最后产生出符合执行功能要求和约束条件的执 图6是关节在变化压力为斜坡信号输入下的响应曲线。可 到达终止位置没有过冲的斜线。 以看出，压力采用一定斜率 的斜坡输入时，当压力达到期望 5 总 结 值时，关节也几乎运动到了终止位置，而只有很小 的振荡。 如果压力变化斜率进一步减小话，关节的响应曲线就是一条 气动肌肉本身可以看作一个刚度可变 的弹簧。这一点 不同于传统 的执行驱动装置。也正是 由于 这一点，使得气动肌肉组成的机构具有很多 独特的优点。同时由于气动肌 肉运动过程 中本身内摩擦小、惯量小 ，既可以快速的运 动，在低速 时又可 以比较平稳 的运动。因 此 ，气动肌肉组成的执行机构具有安全、自 稳定、自缓冲等特点，适于应用于与人直接 接触的场合。