为了得到某气动连杆升降机构的运动规律,使其在满足工作要求的基础上结构参数更加合理,对其进行了运动学仿真分析与优化。首先,运用复数矢量法建立气动连杆升降机构的运动学分析数学模型,再基于此在MATLAB中建立机构的Simulink仿真模型,通过仿真获得机构的运动规律曲线。然后运用速度瞬心法推导升降部件的速度关于升降高度的表达式,建立了以升降部件速度平稳性为优化目标的单目标优化模型,实现了结构参数的优化。最后,通过多组数据对比分析了气缸参数对优化的影响。结果表明:优化后的机构有更好的运动特性,气缸速度对优化结果没有影响,气缸初始长度对优化结果有明显影响。

剪叉机构升降一般需要液压缸进行驱动,液压缸的不同布置方式会造成剪叉机构升降速度等参数的差异。本文利用速度瞬心法,分别推导了液压缸竖直布置和水平布置时剪叉机构升降速度与活塞杆伸出速度关系公式和活塞杆行程与台面升降行程的关系。通过对整机和单个剪叉杆的受力分析,建立了剪叉机构的动力学模型。推导两种布置方式下剪叉机构台面载荷和液压缸推力之间的关系公式。并以液压升降梯为例,运用仿真模拟两种布置方式的液压缸推力、活塞杆伸出量和台面升降速度,分析各自优势及适用场景。

机械吊在工业与科研中得到广泛应用,但传统机械吊只能实现水平方向平衡。创新地提出了一种由多平行四边形杆组构成的新型空间位置全平衡机械吊,无需增加其他动力源,实现水平与竖直方向的解耦运动,基本平衡负载,达到空间位置全平衡。运用速度瞬心法对其运动特性进行分析,并运用ADAMS进行仿真验证。采用虚功原理及Matlab对该全平衡机械吊进行输入力性能分析和仿真求解,验证了该机械吊在空间位置的全平衡能力。该装置给灵巧搬运机械的设计提供了理论基础。