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一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法

作者:姚齐水,董鹏林,唐嘉昌,等. 日期:2024-06-27/span> 浏览:104 查看PDF文档

一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法*
姚齐水1,2,董鹏林1,2,唐嘉昌1,2,夏艳3,邱梓潼1,2

(1.湖南工业大学 机械工程学院,湖南 株洲 412007;2.高性能滚动轴承技术湖南省高校重点实验室,
湖南 株洲 412007;3.中国运载火箭技术研究院,北京 100076)


摘要:针对航空航天领域大尺度连续变形机构构型问题,提出了一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法。首先,分析了大尺度连续变形机构的组成与基本功能,获得了满足机构拓扑结构、约束条件的要求,对变形机构运动链进行了分析,得到了符合条件的运动链,并对其进行了数学描述;其次,选择并分析了运动链的拓扑对称性,利用特征数组的方法得到了判别矩阵,对运动链进行了同构判别,从而得到了可行的多种运动链形式;再次,建立了各运动链的拓扑图,通过筛选得到了最终的拓扑图,去掉该拓扑图的各个构件,得到了拓扑变换子图和相对应的邻接矩阵,对拓扑图进行了同构判别,再通过改变机架与移动副的位置得到了满足要求的12种构型,画出了其相应的机构拓扑图和机构简图;最后,考虑了大尺度连续变形机构的整体稳定性,避免了尺寸过大等因素,对大尺度变形机构进行了构型优选,得到了符合要求的多种新构型。研究结果表明:该方法能够将大尺度连续变形机构抽象为图形式,获得了22种构型,可根据机构变形要求的不同,改变优选依据,从而得到符合不同要求的构型。

关键词:大尺度连续变形机构;图论法;构型综合;同构判别;运动链结构拓扑分析;机构变形要求

中图分类号:TH112;V22文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)06-1075-12


本文引用格式:

姚齐水,董鹏林,唐嘉昌,等.一种基于图论理论的大尺度连续变形机构构型综合分析方法[J].机电工程,2024,41(6):1075-1086.

YAO Qishui, DONG Penglin, TANG Jiachang, et al. Comprehensive analysis method for configuration of large-scale continuous deformation mechanisms based on graph theory[J].Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,41(6):1075-1086.




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