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本程序通过matlab实现了四连杆机构的运动学仿真编程动态展现了四连杆机构的运动动画同时给出了角位移、角速度和角加速度的时程曲线除了程序本身还提供了机构运动学公式推导文档从而帮助大家更好地去理解程序的物理背景和算法原理。为了大家更好理解本程序还提供了相应的视频教程供大家学习视频教程链接见文末。
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四连杆机构的运动动画 角位移、角速度、角加速度时程曲线 【理论文本截图】 【代码截图】 【视频教程】
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【基础知识】
连杆机构的特点
我们要学习分析一个机构首先需要了解这个机构的特点。首先说一下连杆机构的组成。很显然连杆机构由若干跟连杆轴组成而轴与杆的相对运动很明显是相对转动——即转动副同时在连杆机构演变中圆周率运动摆动会被演化为直线运动这两种运动都是低副。低副有着承受能力強耐磨制造简单易于高精度制造的特点。
特别说明如非特别注明本文所提及的连杆机构均为四杆机构。
连杆机构的结构
一个通用的四杆机构由机架连架杆连杆组成。 四杆机构请原谅笔者的画工 鸡架啊不是是机架4是四杆机构的固定部分可以是一跟杆可以是一个平面亦可是其他的其实就是两个固定点之间的连线。显然与机架相连的部分我们将称为连架杆13。连接两根连架杆的是连杆2。
我们可以改变通过四杆机构的机架位置以及四杆长短关系可以得到其不同的运动特点。
连杆机构的运动
我们首先来看一个典型的连杆机构 很显然杆1在做整周运动故我们叫做曲柄而杆4在做摆动故我们叫摇杆所以这个机构我们叫做曲柄摇杆机构这种机构多用于牛头刨床的进给机构雷达调整机构缝纫机的脚踏机构等。
假设我有个想法我不想让摇杆作摆动了我想让他直直地走作直线运动。那么在这个时候我们可以想像我们的摇杆是很长很长有多长呢譬如说114514mm长此时尽管我们的摇杆还是作摆动但是其运动轨迹可以变成一段接近直线的圆弧。若我们把摇杆设为无限长那么其运动轨迹我们就可以视为直线了你可以类比为地球是圆的但你脚底下的土地是平整的。我们将连架杆末端连上一个滑块而滑块底部有一个导轨此时我们可以将连杆机构演化为滑块机构即从动件作由曲线运动变为直线运动。
