RPR-RPP六杆机构的动力学仿真

ee科技创新导报工程技术RPR-RPP六杆机构的动力学仿真伍英(湖北汽车工业学院机械工程系湖北十堰442002)摘要:为了研究RPR一RPP六杆机构的工作过程,便于RPR-RPP六杆机构的设计、改进和使用,在 ADAMS中建立了RPR一RPP六杆机构的維工作模型,对 ADAMS中模型的各部分进行了设置,对RPR一BPP六杆机构工作过程进行了仿真分析,对RPR-RPP六杆机构结构参数进行了优化研究。关键词:RPR-RPP六杆机构三维足模仿真中图分类号:TH122文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)10(b)-0099-02牛头刨床是一种常见的金属切削机RPP六杆机构的优化设计打下基础,有必块2、摆动导杆3构成摆动导杆机构,由床,RPR一RPP六杆机构应用于牛头刨床的要分析RPR一RPP六杆机构的结构和工作曲柄1作为原动件做圆周运动,带动滑块2执行机构,实现将回转运动转变为直线往原理,建立RPR-RPP六杆机构虚拟样机,作圆周运动;滑块2沿摆动导杆3滑动,带动复运动的重要功能,RPR-RPP六杆机构对并对其工作过程进行仿真和优化;为对其摆动导杆3左右摆动;摆动导杆3带动滑块4牛头刨床的工作性能起着非常关键作用;进一步深入研究提供了基础。左右摆动;滑块4在执行构件5上作上下滑随着计算机技术的发展,在机构设计中计动,带动执行构件5左右移动。执行构件5左算机辅助设计得到了迅猛发展,特别为其1RPR-RP六杆机构的结构及工作机理行时,刨刀进行切削,称工作行程:执行构建模仿真提供了极大的方便,以往的文献牛头刨床实现刨头切削运动的六杆机件5右行时,刨刀不工作,称空行程。通过对其作了许多分析和研究2,为了对RPR-构是一个关键机构,RPR-RPP六杆机构结 ADAMS仿真及优化,为提高牛头刨床的工1000N构简图如图1所示。由曲杆1、滑块2、摆动导作质量提供了新的设计思路和方法。杆3、滑块4、执行构件5、机架6等组成。曲杆2RPR-RPP六杆机构工作仿真模型的建立在图1中,各构件的尺寸为rl=400m=1600mm,AD=1000mm,转动副A到滑块5的滑道的垂直距离为800mm,各构件质心在构件的中心处,曲柄1做匀速圆周运动,以等角速度2rrad/s逆时针方向回转执行构件5的工作阻力F=1000N。建立好的RPR一RPP六杆机构的三维工作模型如图2所示。模型中有六个构件,五个活动构件,有四个旋转副,三个移动副,一个外力,曲杆:2一滑块;3一摆动导杆:4一滑个旋转驱动,整个机构以曲柄1所处水平位块;5一执行构件;6—机架置为最初位置,求出设计点的坐标,各设计图1 RPR-RP六杆机构的结构简图图2RPR-RP六杆机构的三维工作模型点坐标如表1所示3 RPR-RPF六杆机构的工作过程仿真一L0:-1500模型各部分设置好后,进行仿真试验。t2-155由于曲柄转速为/s,因此每转动周的时间是1s,设置仿真时间为2.5s,步数设为100步,设置合适的求解器和求解精度进行RPR一RPP六杆机构工作过程仿真分析,这样,在物理样机制造出来之前就可以对RPR一RPP六杆机构的工作过程进行仿真硏究及设计改进。执行构件5的水平加速度a(mm·s-2)随时间t(s)变化如图3的实线所图3执行构件的水平加速度随时间的变化曲线表1各设计点坐标坐标X(mm)Z(mm)机构分析及优化对于牛头刨床的刨削加工来说,当刨ABDE400头的速度为匀速时,其加工质量最好。而加1000速度的大小是反映速度的波动范围大小的485.563最好依据。所以减小加速度的最大值,有利表2设计变量分析结果于减小速度的波动。图3实线表示执行构件段计变量名称设计点的坐标位置初始值m)在初始位置的收感度ms山中国煤化工线,要对执行构件OINT DXDV-2 POINT_DY-1000CNMHGS的参数化建模DV 3POINT AX272.6ADAMS/View提供了设计研究、试验设计DV 4POINT_AY038.6(下转101页)科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald99工程技术8cmc科技创新导报色度一饱和: Intensity-Hue- Saturation)变与背景对比度低、边缘模糊:可见光图像对重要的作用。换、平均、加权平均、差分及比率、PCA(主比度相对较高,目标包含一定的细节信息图像融合技术己经在航天、监控、火力分量分析: Principal- Component- Analysis)、但在黑暗背景下具有不易观察的隐蔽性;控制和精确制导等方面取得了应用。在美高通滤波等。这些方法在进行融合处理时毫米波雷达图像具有较强的穿透能力,可国,与美国国防高级研究项日处、海军研究都不对参加融合的图像进行分解变换,融穿透人体和衣物检测到人身上隐藏的物实验室等单位长期合作的 Lockheed Matrin合处理只是在一个层次上进行的,因此均品电子和导弹公司一直致力于研究图像融合属于早期的图像融合方法。通过来自多个传感器的图像进行融合和数据融和方面的工作。它的研究包括了到20世纪80年代中期,人们又提出了基后,获得的融合图像包括了任何单一传感从多光谱数据的搜集和建模,到传感器设于金字塔的图像融合方法,其中包括拉普器均无法提供的信息,通过对来自多个传计、软件和处理设计、显示参数等各个方拉斯金字塔、梯度金字塔、比率低通金字塔感器的图像进行融合后获得的图像包含了面。美国国防部在2005年研制出基于图像等,并开始将图像融合技术应用于一般图任何单一传感器无法提供的精确信息。美与数据融和技术的覆盖射频、可见光、红外像(可见光图像、红外图像、多聚焦图像、遥国的“PoST-尾刺”便携式地对空导弹采用波段公用孔径的有源/无源一体化探测器感图像等)的处理。20世纪90年代,随着小波紫外/红外双模导引头,其紫外探测器主要系统。在21世纪的数字化战场上,英国、美理论的发展与广泛应用,小波变换技术为用于探测白天飞机头部铝合金蒙皮反射阳国、德国、荷兰、捷克以及俄罗斯等国家都图像融合提供了新的工具,使图像融合技光中的紫外线,它的光谱辐射两度比晴空在发展自主式炮弹系统和先进的侦察车及术的研究呈不断上升趋势,应用的领域也背景高出1-4个数量级,这样很容易将目标侦寮设备,侦察车上基本都是热像仪、激光遍及到遥感图像处理、计算机视觉、自动目从天空背景分辨岀来;若采用图像融合技测距仪、电视摄像仪等多个传感器进行融标检测、城市规划、交通管制、机器人导航、术将微光夜视仪和红外图像进行融合,可合处理,这些设备都不同程度的涉及到图决策支持系统、大型经济信息、医学图像处以发挥微光成像和红外成像的各自优势,像融合技术。美国陆军司令部计划从2007使图像更逼真、更清晰;同时可以扩展成红年开始逐渐装备“追踪者”侦察车,以提高外波段在近红外、中红外和远红外波段同现役装甲车辆的指挥、控制、情报、侦查、监3图像融合中常用的传感器时成像,更利于识别伪装,因为在宽波段视的综合能力。图像融合的主要数据主要来源于各种上,伪装网之类的物体很难在近红外和远传感器,目前常用的传感器及其主要特征红外波段同时模仿实物的光谱特征参考文献如表1所示,除了表中的主要图像传感器]袁洲力,郝建新,石军南.多源遥感影像外,还有其他的图像传感器如紫外光成像4图像融合的发展与应用的融合方法效果分析J].中南林业调查仪、X射线成像仪、超声波成像仪等等。各种合技术最早在卫星遥感技术上规划,2010(4)图像传感器所获取的图像的特性不同,这得到应用。随着多光谱传感器的广泛应用,[2]于洪伟,刘红军,袁晓宏,等.一种边缘些特性有时可能由相同的物理现象导致,各种传感器在一个地区获得大量不同尺特征增强的多源遥感影像融合方法研也有可能来自不同的物理现象。例如,红外度、不同光谱、不同时相的图像数据,通过究[J测绘与空间地理信息,2010(1)图像不依赖于外部的光线,利用场景内物图像融合技术的信息互补机制,减少或抑体本身各个部分热辐射的差异获取物体图制单一信息源对感知对象或环境解释的多像的细节。所以红外图像一般较暗,信噪比义性、不确定性和误差,因此图像信息融合低、无彩色信息、缺少层次感,且目标图像对于航空、航天、地理普查和详查有着至关(上接99页最大加速度的最小值,得出优化前后的加2009和优化分析等参数化分析方法速度的变化曲线如图3的虚线所示,图3的(2]曲秀全,陈照波,焦映厚.RPR-RPP六参数化的模型可以使用户方便地修改实线为优化前的加速度随时间的变化曲杆机构的 MATLAB动力学仿真[J机械而不用考虑模型内部之间的关联,优化后,线,图3的虚线为优化后的加速度随时间的传动,2003,27(6):13-15,40ADAMS将自动在模型中改动为优化后的变化曲线,将图3的实线和虚线进行比较,3]曲秀全,焦映厚,陈照波,RPR-RPP六结果。可以看出加速度的最大值下降的幅度,即杆机构的 MATLAB运动学仿真].机械对牛头刨床RPR一RPP六杆机构进行优化的效果传动,2003,26(5):18-21加速度优化,先把A和D设计点的位置进行4」徐梓斌.六杆机构运动学仿真的参数化,来确定对系统影响最大的变量,设5结语MATLAB实现[J].煤矿机械,2006,27计变量对加速度的最大值的分析结果见表从工程实际出发,简介了RPR-RPP六(4):617~618杆机构的结构及工作机理,运用虚拟样机5】李卫民,基于Java3D的连杆机构创新设由表2可以看出,设计变量DV_1、DV_2技术,利用动力学分析软件 ADAMS,建立计虚拟实验平台的研究与实现[D].石家的敏感度(样机有关性能对设计变量值的了RPR-RPP六杆机构的三维参数化模型庄铁道学院,2008变化的敏感程度)为负,即 POINT_DX和对 ADAMS中模型的各部分进行了设置,对[6]常洁.变速输纸机构性能分析与研究POINT_DY的位置值越小,执行构件的水RPR-RPP六杆机构工作过程进行了仿真[D].西安理工大学,2007平的加速度越小;设计变量DV_3、DV_4的分析,为以后对RPR-RPP六杆机构结构参[7]张春林.机械原理,北京:高等教育出版敏感度为正,即 POINT_AX和 POINT_AY数最优匹配方而进行研究有重要意义,为社,2010的位置值越大,执行构件的水平的加速度提高牛头刨床的工作质量提供了新的设计[8杨华文.基于虚拟样机的地面高速滑动越小;设计变量DV_3的敏感度最大,也就思路和方法。中国煤化工D]南京航空航天是说,“ POINT AX”的位置对加速度的影响最大。根据设计变量的不同,进行一系列参考文献CNMHG的仿真,获得加速度的最小值。通过[l]郝利青.基于计算机辅助工业设计的生ADAMS的优化仿真可以得出执行构件的物瓣膜造型优化设计[D].山东大学科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald101