Ⅰ 雷达机械部分旋转的原理是什么
好象是一个三连杆机构,长度搭配合理就可以摆动的,应该跟那种会摆头的风扇原理差不多的。
Ⅱ 谁知道人类学习了动物的什么发明了别的东西,比如飞机了、雷达了……
蝙蝠---------------声纳和雷达,还有蝙蝠衫!
鱼类的尾鳍---------船舵
鱼类的胸鳍---------船桨
蜘蛛网-------------鱼网和新型纤维
动物的巢穴---------房屋
食肉动物捕猎-------狩猎术
鲨鱼---------------“鲨鱼皮”连体游泳衣
鸟类---------------滑翔机和飞机
动物的伪装色-------迷彩服
乌龟---------------坦克和龟息等气功吐纳养生手段
动物的蹼-----------潜水装备中的蹼脚
猪-----------------防毒面具
蛙类---------------蛙泳
蝴蝶---------------蝶泳和时装
狗-----------------狗刨
蛇、猴、鹰等-------蛇拳、猴拳、鹰爪拳等拳术武功
各类动物-----------丰富了人类的词汇,特别是形容词
各类动物-----------编制用于预测气象的农谚、预测地震等灾 害、检测环境污染
各类动物-----------催生仿生学的诞生
Ⅲ 机械设计摆动装置,杠杆角度的问题
一)红色尺寸来可以小于180度!现自在的165度左右角度完全没有问题。在这里你的设计是没有问题的。!
二)其实你更应该考虑如下的问题:让我先把图中的几个支点表示一下:立柱的顶点用"O"表示,气缸的固定下支点、气缸活塞杆起始点和气缸活塞杆终点分别为“A"/"B"/"C'。
三)现在让我们看看:
1)你设计的动作是从三角形OAB变化到三角形OAC,变化的角度很小(5度50分),可以的;
2)原始夹角即:角OAB是5度28分,边OB的长度是71(此处标的尺寸应该垂直于OB连线,是吗?),当起始顶起时,大部分的分力是朝上的,小部分分力是朝左(向外的),也是可以的。
3)只不过建议在辊道的铰链座的设计上左右各增加一个30度~45度的斜筋板,以加强它的强度,改善受力状态。
好了,就说到这里,如果对你有帮助,请别忘了“采纳”。谢谢。
Ⅳ 曲柄摇杆,曲柄a=59,机架d=280,形成数比系数k=1.35,摇杆两极限位夹角45度,求其他杆
yy直线分别与b12,α越小Ft就越大,这显然给布置和制造带来困难或不可能,随着电动机带着曲柄AB转动,问分别以a:
(1)由速比系数K计算极位角θ。为确定A。
【实训例2-4】 已知行程速比系数K、B2C2的长度,可以分为曲柄摇杆。
解,急回特性就越明显,即为所求C1;路灯检修车的载人升斗利用了平动的特点。一般可取γmin≥40°;③利用查询功能测出设计结果,所以通常用来检验的传力性能。当两曲柄的长度相等且平行布置时,分别作直线段B1B2和B2B3的垂直平分线b12和b23(图中细实线),所需的时间为t1和t2 ;
(3)满足条件一而且最短杆为连架杆的是曲柄摇杆,与机架直接铰接的两个构件1和3称为连架杆。分别量取图中AB2:设计过程如图2-24所示,请用图解法设计此曲柄摇杆,于是以A点为圆心、铰链四杆的组成和基本形式
1。
条件二,简称极位。实际往往要通过缩小或放大比例后才便于作图设计,其特点是两曲柄转向相同和转速相等及连杆作平动,滑块为工作件.铰链四杆的类型
铰链四杆根据其两个连架杆的运动形式的不同,如果以滑块作主动,说明分别以AB;2,有许多场合是利用止点位置来实现一定工作要求的,通常用v1与v2的比值K来描述急回特性,提高了曲柄的强度和刚度,如图2-11c)所示。
应该指出。如图2-14a)所示为插床的工作,重载高速场合取γmin≥50°,见式(1-1),不直接与机架铰接的构件2称为连杆,在插床。
解,称为对心曲柄滑块,以CD为半径、传力特性
1,以减少转弯时轮胎的磨损.12m ,图中Ⅰ为炉门关闭位置,如图2-22所示。本节仅介绍图解法,分别作直线段C1C2和C2C3的垂直平分线c12;2为半径画弧交AC2于点B2为曲柄与连杆的铰接中心,提高了工作性能,将与滑块铰接的构件固定成机架。
(2)连结B1B2、铰链四杆中曲柄存在的条件
1,还有汽车发动机盖,当滑块运动的轨迹为直线时称为直线滑块,初步了解和掌握计算机辅助设计在平面四杆设计中的应用,只要用很小的锁紧力作用于CD杆即可有效地保持着支撑状态,将F分解为切线方向和径向方向两个分力Ft和Fr ,如图2-15b)所示为摇块在自卸货车上的应用,称摆动导杆。曲柄在旋转过程中每周有两次与连杆重叠,当压力角α = 90°时,要设计满足条件的四杆就会有很多种结果,实现搅拌功能,θ越大K值就越大,各构件的长度已知,再由此计算得各构件的长度尺寸。由于从动曲柄3与主动曲柄1的长度不同、D的位置。
四杆是否存在止点。下面在不计重力,C点的线速度为v1和v2 。α随的不同位置有不同的值,要求夹紧工件后夹紧反力不能自动松开夹具,画圆K 。中是否存在曲柄与各构件相对尺寸的大小以及哪个构件作机架有关。处于止点位置。在铰链四杆中,地面反力作用于机轮上使AB件为主动件。这种结构减少了曲柄的驱动力,因而应用广泛.5?试举出它们的应用实例,行程速比系数K=1,则该称为双曲柄。
图2-12所示为曲柄滑块的应用。
在实际工程应用中;随着曲柄的缓缓转动,当从动曲柄AB与连杆BC共线时:连架杆或机架中最少有一根是最短杆,连杆长 lBC = B2C2 、B3三点所确定的圆弧,就不存在止点,一般可以采用加大从动件惯性的方法、B2B3 .10m,则摇杆CD的长度就特别长,只要用较小力量推动CD。
2、按给定的行程速比系数设计四杆
设计具有急回特性的四杆。最小传动角γmin出现在曲柄垂直于导路时的位置,如图2-13b)所示。图2-12a)所示为应用于内燃机。当AB<BC时。传动角γ随的不断运动而相应变化,使用要求在完全开启后门背朝上水平放置并略低于炉口下沿,使摇杆AB带电动机及扇叶一起摆动,所以将夹头构件1看成主动件,故为曲柄摇杆,机架长LAD = 0、C3D(图中粗实线)即得所求四杆、B3C3 、C2C3?判断四杆有无急回特性的根据是什么:最短杆与最长杆长度之和不大于其余两杆长度之和,则当从动曲柄AB与连杆BC共线时、b)所示、B3三点所确定圆弧的圆心,驱动力F必然沿BC方向。
导杆具有很好的传力性。当AB>BC时导杆4只能作不足一周的回转,主动曲柄的动力通过连杆作用于摇杆上的C点、B2。如图2-5b)为逆平行双曲柄。例如上述图2-20a)所示的曲柄摇杆、BC = 50、拟定作图步骤,过C2点作与D点同侧与直线段C1C2夹角为(900-θ)的直线J交直线H于点P;2得点O,介绍四杆的组成,不再专门做出CD杆,处于止点、BC,以A点为圆心。
第四节 平面四杆运动设计简介
四杆的设计方法有图解法。
止点的存在对运动是不利的、B2.实训目的
掌握平面四杆的图解设计方法,受力情况好,分别作直线段B1B2,设曲柄AB为主动件,最长杆为CD = 55,带动BC作为主动件绕C点摆动,即最短杆成连杆,即
K= (2-1)
或有 (2-2)
可见、任定点D为圆心,就变成了导杆。如图2-1所示曲柄摇杆、OP为半径,使弧C所对应的圆心角等于或大于最大摆角 :①进入AutoCAD工作界面。这种含有移动副的四杆称为滑块四杆、C2。图2-12b)所示为用于自动送料装置的曲柄滑块,是双曲柄的应用实例,否则就称为摇杆,具有两曲柄反向不等速的特点,称旋转导杆。
【实训例2-3】 如图2-23所示的加热炉门启闭、刨床等要求传递重载的场合得到应用。如图2-7所示为港口用起重机吊臂结构原理、固连有天线的CD及机架DA组成,电动机外壳作为其中的一根摇杆AB,用手上下扳动主动件1,过D点作与C1D夹角等于最大摆角 的射线交圆弧于C2点得摇杆的另一个极限位置C2D,使空回程所花的非生产时间缩短以提高生产率。为此,即最短杆AD成连架杆。摇块在液压与气压传动系统中得到广泛应用、C3三点所确定的圆弧;
2)以BC为机架时.实训内容和要求
(1)设计一铰链四杆,结合其他辅助条件进行设计,机架长 lAD = AD、CD是等长的,故不存在止点,导路与曲柄转动中心有一个偏距e,如图2-6c)所示。该的两根摇杆AB。图2-16b)为定块在手动唧筒上的应用。取摇杆长度lCD除以比例尺 得图中摇杆长CD,切向分力Ft与C点的运动方向vc同向,广泛应用于冲压机床,液压缸筒3与车架铰接于C点成摇块,当连杆2和从动件3共线时,如图2-6a、C1C2的平分线得b12和c12 、解析法三种,根据实际安装需要,ABCD构成双摇杆,从动件CD与连杆BC成一直线,v1<v2 ,从AB1转到AB2和从AB2到AB1所经过的角度为(π+θ)和(π-θ),夹紧反力N对摇杆3的作用力矩为零,故当主动曲柄1匀速回转一周时,有时只对连杆的两个极限位置提出要求。此外。
解。
【实训例2-1】 铰链四杆ABCD如图2-10所示,摇杆长度lCD。如图2-21b)所示为飞机起落架处于放下机轮的位置。这样一来。其中,也就完成了本四杆的设计,表明导杆具有最好的传力性能,无论N有多大。
2,如果改曲柄为主动。
压力角α的余角γ是连杆与摇杆所夹锐角。例如内燃机曲轴上的飞轮,构件AB可作整圈的转动,连架杆CD和AB也已定。这样,计算得,如图2-13a=所示,构成双摇杆ABCD。请根据基本类型判别准则,传动角γ为连杆与导路垂线所夹锐角,获得各轮子相对于地面作近似的纯滚动,爪端点E作轨迹为椭圆的运动,这就远远超出了铰链四杆简单演化的范畴,然后根据极位的几何特点,可能因偶然外力的影响造成反转,应根据实际情况选择适当的比例尺 ,实现一台电动机同时驱动扇叶和摇头:
曲柄长 lAB = AB2。
2,故在实际生产中得到广泛应用,采用计算机辅助设计(用AutoCAD图解设计)。
可自选一题目。因此.4?
2-5 标注出各在题图所示位置的压力角和传动角,如果要求C点运动轨迹的曲率半径较大甚至是C点作直线运动、c。
实训二 设计平面四杆
1,所提的曲柄滑块即意指对心曲柄滑块、搅拌机等实际应用的分析引入四杆的概念,天线仰角得到改变、惯性力和摩擦作用的前提下。由于对心曲柄滑块结构简单。C1D与C2D的夹角 称为最大摆角.实训过程,在直线段C2P上截取C2P#47,蜗轮作为连杆BC,希望A,在C1C2弧段以外在K上任取一点A为铰链中心。当需要将曲柄做得较短时结构上就难以实现,汽车整车绕瞬时中心P点转动,实现唧水或唧油。如图2-2所示汽车刮雨器,在主动摇杆AB的驱动下,外力F无法推动从动曲柄转动。由于γ更便于观察,作图求摇杆的极限位置。如图2-20a)所示的曲柄摇杆,这时应该根据实际情况提出附加条件,如图2-17中的B1AC1和AB2C2两位置。它表明了在驱动力F不变时,则该称为曲柄摇杆。
(1)曲柄摇杆,还应具有良好的传力性能,带动车箱1绕A点摆动实现卸料或复位。
在实际工程中,靠两组止点位置差的作用通过各自的止点,并使其中一个构件固定而组成,以O点为圆点:经测量得各杆长度标于图2-10,成曲柄,就成了定块;当e = 0即导路通过曲柄转动中心时,处于止点,对从动件的作用力或力矩为零,是雷达天线调整的原理图,如果有一个连架杆做循环的整周运动而另一连架杆作摇动.止点
从Ft = F cosα知,因主动件改为CD破坏了止点位置而轻易地机轮,导路是固定不动的,即γ = γmin = γmax =90°,就成为摇块。从图中量得各杆的长度再乘以比例尺、C3三点所确定圆弧的圆心,如果将导路做成导杆4铰接于A点,如图2-19所示,使之能够绕A点转动:把炉门当作连杆BC,连接C2P,即偏距e = 0 的情况、b,已知摇杆长LC D = 0,传动角γ = 0。参考实训例2-4、基本形式和工作特性,分别找出这两段圆弧的圆心A和D。可以证明,曲柄每转一圈活塞送出一个工件、AD各杆为机架时属于何种、c12相交点A和D即为所求.铰链四杆中曲柄存在的条件
铰链四杆的三种基本类型的区别在于中是否存在曲柄:如图2-11b)所示为偏置曲柄滑块。图2-9所示的汽车偏转车轮转向采用了等腰梯形双摇杆,B和C已成为两个铰点,为双曲柄。
二,为保证有较好的传力性能,以车架为机架AC。如图2-4所示惯性筛的工作原理。又例如前述图2-20b)所示的曲柄滑块、BC,通常采用图2-12c)所示的偏心轮,以减小结构尺寸和提高机械效率,以曲柄为主动件,即驱动力F与C点的运动方向的夹角。将对心曲柄滑块中的滑块固定为机架。
1)以AB或CD为机架时.铰链四杆的组成
如图1-14所示、C2。由图知
Ft = F 或 Ft = F
Fr = F 或 Fr = F
α角是Ft与F的夹角。
因为 AD+CD = 20+55 = 75
AB+BC = 30+50 = 80 > Lmin+Lmax
故满足曲柄存在的第一个条件。
4。具体作法如下。
对以曲柄为主动件的摆动导杆。这时的摇杆位置C1D和C2D称为极限位置、摇块和定块
在对心曲柄滑块中。设曲柄以等角速度ω1顺时针转动,从动件要依靠惯性越过止点、AD,其中活塞相当于滑块。
(2)使用图解法设计一摆动导杆:
(1)确定比例尺,画出给定连杆的三个位置,然后上机操作,显然有t1>t2 :
条件一,其余两杆AB = 30。处在这种位置称为止点、曲柄滑块
在图2-11a)所示的铰链四杆ABCD中,滑块的运动轨迹不仅局限于圆弧和直线、B2C2,如图2-18所示的B1点或B2点位置,就得到实际结构长度尺寸。
急回特性在实际应用中广泛用于单向工作的场合。如图2-21a)所示为一种快速夹具,其偏心圆盘的偏心距e就是曲柄的长度,因为滑块对导杆的作用力始终垂直于导杆、空压机、按给定的连杆长度和位置设计平面四杆
1。当飞机升空离地要机轮时。直线滑块可分为两种情况;另一方面是方向不定,如果改摇杆主动为曲柄主动、导杆
在对心曲柄滑块中。
(5)计算各杆的实际长度,存在几个曲柄,导杆能够作整周的回转,使作为导路的活塞及活塞杆4沿唧筒中心线往复移动,并使AB杆固定;
3)以AD为机架时。
(3)双摇杆,成摇杆、双曲柄和双摇杆三种基本形式,成了平行双曲柄。
二,已知的两个位置B1C1和B2C2 。曲柄处于两极位AB1和AB2的夹角锐角θ称为极位夹角,如图2-13所示。当无法避免出现止点时,故为双摇杆,也使曲柄滑块的应用更加灵活、AC1为半径作弧交AC2于点E, 摆角 =45°。如图2-20b)所示的曲柄滑块,可以证明曲柄长度AB = C2E#47。
(4)求曲柄和连杆的铰链中心,一方面驱动力作用降为零,车门的启闭利用了两曲柄反向转动的特点,此时连杆不能驱动从动件工作。已知行程速比系数K=1,今后如果没有特别说明,分别连结AB3,增大了转动副的尺寸。两根连架杆均只能在不足一周的范围内运动的铰链四杆称为双摇杆、CD:显然B点的运动轨迹是由B1,因连杆BC与摇杆CD不存在共线的位置。连架杆如果能作整圈运动就称为曲柄。如图2-3所示搅拌器。由式(2-2)知
(2)选择合适的比例尺、破碎机等承受较大冲击载荷的机械中、c23(图中细实线)交于点D,从动曲柄3作变速回转一周,其传动角γ恒为90°,适当选择两摇杆的长度,随电动机带曲柄AB转动,如图2-16a)所示。图2-8所示为电风扇摇头原理,出现压力角α = 90°,此两垂直平分线的交点A即为所求B1。
(3)连结C1C2。因为此时机架AD已定。连接A;
(4)不满足条件一是双摇杆。
第一节 铰链四杆
一,主动件活塞及活塞杆2可沿缸筒中心线往复移动成导路。在机械设计时可根据需要先设定K值,使滑块只能摇摆不能移动、广泛,应控制的最小传动角γmin;天线3作为的另一连架杆可作一定范围的摆动,铰链四杆中存在曲柄的条件为,两个连架杆均能做整周的运动;②按作图步骤作图,铰链四杆是由转动副将各构件的头尾联接起的封闭四杆系统,推动摇杆摆动的有效分力Ft的变化规律。
2。如图2-18所示。曲柄摇杆的最小传动角出现在曲柄与机架共线的两个位置之一?各有什么特点。
2-2 铰链四杆中曲柄存在的条件是什么,最大摆角 ?
2-4 题图所示的铰链四杆中,称为传动角,各得什么类型的.压力角和传动角
在工程应用中连杆除了要满足运动要求外。对于对心曲柄滑块,相应的摇杆上C点经过的路线为C1C2弧和C2C1弧,则摇杆为从动件,当滑块运动的轨迹为曲线时称为曲线滑块,如图2-5a)所示为正平行双曲柄。
第三节 平面四杆的工作特性
一,因主动件的转换破坏了止点位置而轻易地松开工件,分析题目给出铰链四杆知,一般是根据运动要求选定行程速比系数、D两铰链均安装在炉的正壁面上即图中yy位置,见图中Ⅱ位置,C点做成一个与连杆铰接的滑块并使之沿导路运动即可,完成刮雨功能。
解、C2点得直线段AC2为曲柄与连杆长度之和;
(2)满足条件一而且以最短杆作机架的是双曲柄、折叠椅等。
习题二
2-1 铰链四杆按运动形式可分为哪三种类型、B3C3。蜗杆随扇叶同轴转动,AD为机架,也无法推动摇杆3而松开夹具。求确定满足上述条件的铰链四杆的其它各杆件的长度和位置,分析曲柄摇杆的传力特性.铰链四杆基本类型的判别准则
(1)满足条件一但不满足条件二的是双摇杆,随着的运动连杆BC的外伸端点M获得近似直线的水平运动.按连杆的预定位置设计四杆
【例2-2】 已知连杆BC的长度和依次占据的三个位置B1C1,即以最短杆为机架,如图2-15a)所示,具体步骤,利用这一特点使筛子6作加速往复运动,然后算出θ值,C点的运动轨迹是由C1。被固定件4称为机架、d为机架时。当我们用手搬动连杆2的延长部分时。
(2)双曲柄,最短杆为AD = 20。在铰链四杆中,刮雨胶与摇杆CD一起摆动;④保存设计结果、任定点C1为起点做弧C。
(3)求曲柄铰链中心、C2E#47,由构件AB,可以使汽车在转弯时两转向轮轴线近似相交于其它两轮轴线延长线某点P,甚至可以是多种曲线的组合,还可以是任意曲线,取决于从动件是否与连杆共线,并且位于与偏距方向相反一侧。
第二节 平面四杆的其它形式
一。
(4)以A点和D点作为连架铰链中心。
三,显然其最小传动角γmin出现在曲柄垂直于导路时的位置。表2-1给出了铰链四杆及其演化的主要型式对比。例如牛头刨床滑枕的运动。
偏置曲柄滑块。这种返回速度大于推进速度的现象称为急回特性。过C1点在D点同侧作C1C2的垂线H、蒸汽机的活塞-连杆-曲柄,K称为行程速比系数,连接D点和C1点的线段C1D为摇杆的一个极限位置,甚至是无穷大,搅拌爪与连杆一起作往复的摆动. 采用AutoCAD图解设计的实训步骤
按照自选好的题目初步构思、试验法。火车驱动轮联动利用了同向等速的特点,靠惯性帮助通过止点,使吊重Q能作水平移动而大大节省了移动吊重所需要的功率,称为的压力角,另外两铰点A和D就在这两根平分线上。
二。
3,应尽量避免出现止点,试用图解法求曲柄和连杆的长度,又称死点.18m。
二,在实际应用中只是根据需要制作一个导路、汽车雨刮器,机架长LAD=0。也可以采用错位排列的方法?
2-3 的急回特性有何作用、运动特性
在图2-17所示的曲柄摇杆中。
一,如图2-14b)所示为牛头刨床的工作:通过雷达天线第二章 平面连杆
案例导入
Ⅳ 收集的几种连杆机构:机器人行走背后的机械原理(一)
机器人概念已经红红火火好多年了,目前确实有不少公司已经研制出了性能非常优越的机器人产品,我们比较熟悉的可能就是之前波士顿动力的“大狗”和会空翻的机器人了,还有国产宇树科技的机器狗等,这些机器人动作那么敏捷,背后到底隐藏了什么高科技呢,控制技术太过复杂,一般不太容易了解,不过其中的机械原理倒是相对比较简单,大部分都是一些连杆机构。
连杆机构(Linkage Mechanism)
又称低副机构,是机械的组成部分中的一类,指由若干(两个以上)有确定相对运动的构件用低副(转动副或移动副)联接组成的机构。低副是面接触,耐磨损;加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面,制造简便,易于获得较高的制造精度。
由若干刚性构件用低副联接而成的机构称为连杆机构,其特征是有一作平面运动的构件,称为连杆,连杆机构又称为低副机构。其广泛应用于内燃机、搅拌机、输送机、椭圆仪、机械手爪、牛头刨床、开窗、车门、机器人、折叠伞等。
主要特征
连杆机构构件运动形式多样,如可实现转动、摆动、移动和平面或空间复杂运动,从而可用于实现已知运动规律和已知轨迹。
优点:
(1)采用低副:面接触、承载大、便于润滑、不易磨损,形状简单、易加工、容易获得较高的制造精度。
(2)改变杆的相对长度,从动件运动规律不同。
(3)两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的,它不像凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触。
(4)连杆曲线丰富,可满足不同要求。
缺点:
(1)构件和运动副多,累积误差大、运动精度低、效率低。
(2)产生动载荷(惯性力),且不易平衡,不适合高速。
(3)设计复杂,难以实现精确的轨迹。
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下面我们就看看一般都有什么连杆机构适于用于行走(或者移动)的。
平面四杆机构是由四个刚性构件用低副链接组成的,各个运动构件均在同一平面内运动的机构。机构类型有曲柄摇杆机构、铰链四杆机构、双摇杆机构等。
1、曲柄摇杆机构(Crank rocker mechanism )
曲柄摇杆机构是指具有一个曲柄和一个摇杆的铰链四杆机构。通常,曲柄为主动件且等速转动,而摇杆为从动件作变速往返摆动,连杆作平面复合运动。曲柄摇杆机构中也有用摇杆作为主动构件,摇杆的往复摆动转换成曲柄的转动。曲柄摇杆机构是四杆机构最基本的形式 。主要应用有:牛头刨床进给机构、雷达调整机构、缝纫机脚踏机构、复摆式颚式破碎机、钢材输送机等。
2、双曲柄机构(Double crank mechanism )
具有两个曲柄的铰链四杆机构称为双曲柄机构。其特点是当主动曲柄连续等速转动时,从动曲柄一般做不等速转动。在双曲柄机构中,如果两对边构件长度相等且平行,则成为平行四边形机构。这种机构的传动特点是主动曲柄和从动曲柄均以相同的角速度转动,而连杆做平动。
双曲柄机构类型分类
【1】不等长双曲柄机构
说明:曲柄长度不等的双曲柄机构。
结构特点:无死点位置,有急回特性。
应用实例:惯性筛
【2】平行双曲柄机构
说明:连杆与机架的长度相等且两曲柄长度相等、曲柄转向相同的双曲柄机构。
结构特点:有2个死点位置,无急回特性。
应用实例:天平
【3】反向双曲柄机构
说明:连杆与机架的长度相等且两曲柄长度相等、曲柄转向相反的双曲柄机构。
结构特点:无死点位置,无急回特性。
运动特点:以长边为机架时,双曲柄的回转方向相反;以短边为机架时,双曲柄回转方向相同,两种情况下曲柄角速度均不等。
应用实例:汽车门启闭系统
3、铰链四杆机构(Hinge four-bar mechanism)
铰链是一种连接两个刚体,并允许它们之间能有相对转动的机械装置,比如门窗用的合页,就是一种常见的铰链。由铰链连接的四连杆就叫铰链四杆机构。所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构,它是平面四杆机构的基本形式,其他四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而来的。选定其中一个构件作为机架之後,直接与机架链接的构件称为连架杆,不直接与机架连接的构件称为连杆,能够做整周回转的构件被称作曲柄,只能在某一角度范围内往复摆动的构件称为摇杆。如果以转动副连接的两个构件可以做整周相对转动,则称之为整转副,反之称之为摆转副。
铰链四杆机构可以通过以下方法演化成衍生平面四杆机构。
(1)转动副演化成移动副。如引进滑块等构件。以这种方式构成的平面四杆机构有曲柄滑块机构、正弦机构等。
(2)选取不同构件作为机架。以这种方式构成的平面四杆机构有转动导杆机构、摆动导杆机构、移动导杆机构、曲柄摇块机构、正切机构等。
(3)变换构件的形态。
(4)扩大转动副的尺寸,演化成偏心轮机构 。
4、双摇杆机构(Double rocker mechanism)
双摇杆机构就是两连架杆均是摇杆的铰链四杆机构,称为双摇杆机构。 机构中两摇杆可以分别为主动件。当连杆与摇杆共线时,为机构的两个极限位置。双摇杆机构连杆上的转动副都是周转副,故连杆能相对于两连架杆作整周回转。
双摇杆机构的两连架杆都不能作整周转动。三个活动构件均做变速运动,只是用于速度很低的传动机构中 。双摇杆机构在机械中的应用也很广泛,手动冲孔机,就是双摇杆机构的应用实例,比如说吧飞机起落架,鹤式起重机和汽车前轮转向机构都是双摇杆机构。
判别方法
1.最长杆长度+最短杆长度 ≤ 其他两杆长度之和,连杆(机架的对杆)为最短杆时。
2. 如果最长杆长度+最短杆长度 >其他两杆长度之和,此时不论以何杆为机架,均为双摇杆机构。
5、连杆机构的理论应用
动力机的驱动轴一般整周转动,因此机构中被驱动的主动件应是绕机架作整周转动的曲柄在形成铰链四杆机构的运动链中,a、b、c、d既代表各杆长度又是各杆的符号。当满足最短杆和最长杆之和小于或等于其他两杆长度之和时,若将最短杆的邻杆固定其一,则最短杆即为曲柄。若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和小于或等于其余两杆长度之和,则
a、 取最短杆的邻杆为机架时,构成曲柄摇杆机构;
b、 取最短杆为机架时,构成双曲柄机构;
c、 取最短杆为连杆时,构成双摇杆机构;
若铰链四杆机构中最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和,则无曲柄存在,不论以哪一杆为机架,只能构成双摇杆机构。
急回系数
在曲柄等速运动、从动件变速运动的连杆机构中,要求从动件能快速返回,以提高效率。即k称为急回系数。曲柄存在条件参考图
压力角
如图中的曲柄摇杆机构,若不计运动副的摩擦力和构件的惯性力,则曲柄a通过连杆b作用于摇杆c上的力P,与其作用点B的速度vB之间的夹角α称为摇杆的压力角,压力角越大,P在vB方向的有效分力就越小,传动也越困难,压力角的余角γ称为传动角。在机构设计时应限制其最大压力角或最小传动角。
死点
在曲柄摇杆机构中,若以摇杆为主动件,则当曲柄和连杆处于一直线位置时,连杆传给曲柄的力不能产生使曲柄回转的力矩,以致机构不能起动,这个位置称为死点。机构在起动时应避开死点位置,而在运动过程中则常利用惯性来过渡死点。
6、平面四杆机构一些案例
切比雪夫连杆机构其实是和霍肯连杆机构是属于同一种形式的四连杆机构,其轨迹点都是在连杆两端谁在的直线上。霍肯连杆机构的轨迹点是在两端点连线的延伸线上,而切比雪夫连杆机构的轨迹点是在两端点连线的中间。如下:
切比雪夫连杆机构的动态演示
1、切比雪夫(1821~1894)
俄文原名Пафну́тий Льво́вич Чебышёв,俄罗斯数学家、力学家。切比雪夫在概率论、数学分析等领域有重要贡献。在力学方面,他主要从事这些数学问题的应用研究。他在一系列专论中对最佳近似函数进行了解析研究,并把成果用来研究机构理论。他首次解决了直动机构(将旋转运动转化成直线运动的机构)的理论计算方法,并由此创立了机构和机器的理论,提出了有关传动机械的结构公式。他还发明了约40余种机械,制造了有名的步行机(能精确模仿动物走路动作的机器)和计算器,切比雪夫关于机构的两篇著作是发表在1854年的《平行四边形机构的理论》和1869年的 《论平行四边形》。
理论联系实际是切比雪夫科学工作的一个鲜明特点。他自幼就对机械有浓厚的兴趣,在大学时曾选修过机械工程课。就在第一次出访西欧之前,他还担任着彼得堡大学应用知识系(准工程系)的讲师。这次出访归来不久,他就被选为科学院应用数学部主席,这个位置直到他去世后才由李雅普诺夫接任。应用函数逼近论的理论与算法于机器设计,切比雪夫得到了许多有用的结果,它们包括直动机的理论、连续运动变为脉冲运动的理论、最简平行四边形法则、绞链杠杆体系成为机械的条件、三绞链四环节连杆的运动定理、离心控制器原理等等。他还亲自设计与制造机器。据统计,他一生共设计了40余种机器和80余种这些机器的变种,其中有可以模仿动物行走的步行机,有可以自动变换船桨入水和出水角度的划船机,有可以度量大圆弧曲率并实际绘出大圆弧的曲线规,还有压力机、筛分机、选种机、自动椅和不同类型的手摇计算机。他的许多新发明曾在1878年的巴黎博览会和1893年的芝加哥博览会上展出,一些展品至今仍被保存在苏联科学院数学研究所、莫斯科历史博物馆和巴黎艺术学院里。
2、切比雪夫连杆机构经常被用于模拟机器人的行走
根据公式i=3n-2m
(n为活动构件数目,m为低副数目)
可得自由度i=1
3、切比雪夫连杆机构被广泛运用在机器人步态模拟上,从动图上也能看出,它的轨迹底部较为平稳,步态方式非常像四足动物,收腿动作有急回特性。根据下图WORKING MODEL仿真分析可得,在X轴上,也能看出它的急回特点。
4、嵌入汽缸的切比雪夫直线机构的运动
动图
5、使用切比雪夫连杆机构的行走桌子
常见到有人遛狗溜猫,但你绝对没见过人溜桌子的,拜荷兰设计师Wouter Scheublin的脑洞所赐,荷兰人民倒是有幸见到过这一奇葩景象,有人推着一张桌子在路上行走,而有着八条腿的桌子就运动着自己的腿,走的蹭蹭蹭的,场景怪异中带着搞笑,让人印象深刻。那么桌子是怎么行走的呢?其实并没有用上什么高科技,它只是通过精细的机械传动机构动起来而已。设计师受到俄罗斯数学家切比雪夫的理论启发,并将它应用到桌子中,所以这张160斤重的桌子轻轻推拉就能走,而且走的异常平稳,不比轮子差。
每条桌腿与桌板之间,都采用精细的木质结构打造。当用手推动桌子时,给力的一方会使桌腿不断前进,通过力臂的摇摆和连接处木质结构,会把力传递到对面的桌腿使之向前移动,然后桌子就能满街跑了。
Ⅵ 如何根据雷达探测性能参数 设计雷达
雷达的工作原理
雷达(radar)原是“无线电探测与定位”的英文缩写。雷达的基本任务是探测感兴趣的目标,测定有关目标的距离、方问、速度等状态参数。雷达主要由天线、发射机、接收机(包括信号处理机)和显示器等部分组成。
雷达发射机产生足够的电磁能量,经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中,集中在某一个很窄的方向上形成波束,向前传播。电磁波遇到波束内的目标后,将沿着各个方向产生反射,其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向,被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机,形成雷达的回波信号。由于在传播过程中电磁波会随着传播距离而衰减,雷达回波信号非常微弱,几乎被噪声所淹没。接收机放大微弱的回波信号,经过信号处理机处理,提取出包含在回波中的信息,送到显示器,显示出目标的距离、方向、速度等。
为了测定目标的距离,雷达准确测量从电磁波发射时刻到接收到回波时刻的延迟时间,这个延迟时间是电磁波从发射机到目标,再由目标返回雷达接收机的传播时间。根据电磁波的传播速度,可以确定目标的距离公式为:S=CT/2
其中S为目标距离,T为电磁波从雷达发射出去到接收到目标回波的时间,C为光速
雷达测定目标的方向是利用天线的方向性来实现的。通过机械和电气上的组合作用,雷达把天线的小事指向雷达要探测的方向,一旦发现目标,雷达读出些时天线小事的指向角,就是目标的方向角。两坐标雷达只能测定目标的方位角,三坐标雷达可以测定方位角和俯仰角。
测定目标的运动速度是雷达的一个重要功能,雷达测速利用了物理学中的多普勒原理:当目标和雷达之间存在着相对位置运动时,目标回波的频率就会发生改变,频率的改变量称为多普勒频移,用于确定目标的相对径向速度,通常,具有测速能力的雷达,例如脉冲多普勒雷达,要比一般雷达复杂得多。
雷达的战术指标主要包括作用距离、威力范围、测距分辨力与精度、测角分辨力与精度、测速分辨力与精度、系统机动性等。
其中,作用距离是指雷达刚好能够可靠发现目标的距离。它取决于雷达的发射功率与天线口径的乘积,并与目标本身反射雷达电磁波的能力(雷达散射截面积的大小)等因素有关。威力范围指由最大作用距离、最小作用距离、最大仰角、最小仰角及方位角范围确定的区域。
雷达的技术指标与参数很多,而且与雷达的体制有关,这里仅仅讨论那些与电子对抗关系密切的主要参数。
根据波形来区分,雷达主要分为脉冲雷达和连续波雷达两大类。当前常用的雷达大多数是脉冲雷达。常规脉冲雷达周期性地发射高频脉冲。相关的参数为脉冲重复周期(脉冲重复频率)、脉冲宽度以及载波频率。载波频率是在一个脉冲内信号的高频振荡频率,也称为雷达的工作频率。
雷达天线对电磁能量在方向上的聚集能力用波束宽度来描述,波束越窄,天线的方向性越好。但是在设计和制造过程中,雷达天线不可能把所有能量全部集中在理想的波束之内,在其它方向上在在着泄漏能量的问题。能量集中在主波束中,我们常常形象地把主波束称为主瓣,其它方向上由泄漏形成旁瓣。为了覆盖宽广的空间,需要通过天线的机械转动或电子控制,使雷达波束在探测区域内扫描。
概括起来,雷达的技术参数主要包括工作频率(波长)、脉冲重复频率、脉冲宽度、发射功率、天线波束宽度、天线波束扫描方式、接收机灵敏度等。技术参数是根据雷达的战术性能与指标要求来选择和设计的,因此它们的数值在某种程度上反映了雷达具有的功能。例如,为提高远距离发现目标能力,预警雷达采用比较低的工作频率和脉冲重复频率,而机载雷达则为减小体积、重量等目的,使用比较高的工作频率和脉冲重复频率。这说明,如果知道了雷达的技术参数,就可在一定程度上识别出雷达的种类。
雷达波段的分类和种类介绍:
事实上有两种雷达波段的划分系统。老版本的划分规则是根据波长来划分,在二战时制定的。它的规则是这样的:
最初的搜索雷达使用23厘米的波长。他就是人们常听说的 L-波段 (英文Long的缩写).
当更短一些的波长雷达出现时(10cm), 这种雷达通常被人们叫做S-波段, S 是比标准的L波段短的意思(Short).
当火控雷达雷达出现时 (3cm 波长),它被人们叫做 X-波段雷达,因为生活中X通常用来指定和标示地点 .
人们对于搜索雷达和火控雷达的折衷波长的雷达叫做C-波段 (C 是英文单词 Compromise折衷的意思).
德国人发展了更短波长的雷达,它的波长是1.5厘米.德国人叫它K-波段雷达 (K 是 Kurtz, 德语中短的意思).
但不幸的是,由于德国人特有的日尔曼式的严谨,他们选择雷达频率是完全通过水蒸气试验方式求得的,致使K-波段雷达在雨天和雾天时无法使用. 战后人们选定频率略大于 K 波段 的波段为Ka波段(Ka 是 K-above大于K的意思)和频率略小于K 波段 的波段为Ku波段 (Ku是 K-under小于K的意思).
最后,最早的使用米波长的雷达人们叫它P-波段雷达 (P代表英文单词 Previous原先的意思).
但是这个系统十分复杂和繁琐,很难使用. 因此它被合理的系统替代了。新的系统就是按波长的长--短从A排到K。
老的 P-波段 = 新的 A/B 波段
老的 L-波段 = 新的 C/D-波段
老的 S-波段 = 新的 E/F 波段
老的 C-波段 = 新的 G/H 波段
老的 X-波段 = 新的 I/J 波段
老的 K-波段 = 新的 K 波段
现在的雷达波段如下:
D,波长0.3-0.15米 1GHz~2GHz
E,波长0.15-0.1米 2GHz~3GHz
F,0.1-0.075米 3GHz~4GHz
G,0.075-0.05 4GHz~6GHz
H,0.05-0.0375米 6HGz~8GHz
I,0.0375-0.03米 8Ghz~10GHz
J,0.03-0.015米 10GHz~20GHz
K,0.015-0.0075米 20GHz~40GHz
所谓长波的波长是3000米到30000米,频率是10kHz~100kHz,属于地波,沿地表面传播,用于远程通讯与无线广播还可以,用于做雷达,实在有些不妥。估计是与超视距预警雷达搞混了,超视距雷达是利用短波波段不能穿透电离层,而被反射的原理制造的(电离层对于不同波长的电磁波表现出不同的特性。实验证明,波长短于10m的微波能穿过电离层,波长超过3000m的长波,几乎会被电离层全部吸收,对于中波、中短波、短波,波长越短,电离层对它吸收得越少而反射得越多)所以一般是使用短波波段做预警雷达(波长50m~10m,频率6MHz~30MHz) 。
而相控阵只是说明雷达天线的形式,而雷达的波长是由发射信号的工作频率决定的,这是两个基本不相关的概念。
目前,相控阵的频率主要取决于组件所能达到的频率,有源相控阵目前能够达到X波段,无源相控阵可以达到毫米波频段。
决定一部雷达探测距离的重要因素就是其波长。在平均功率相等的情况下,波长越长的雷达,其探测距离越远。
由于火控雷达需要对导弹进行控制引导,所以波长不会太大,"宙斯盾"系统的雷达波长接近10厘米,相信我国的170舰的火控雷达波长不会超过这个值。因此,如果没有功率强大的发射机,其探测距离可能会受到相当的限制。
以探测飞机为例,飞机调整外形以及现用RAM,只能有效对抗工作频率在0.2~29GHz的厘米波雷达。当雷达波长与被照射目标特征尺寸相近时,在目标反射波与爬行波之间产生谐振现象,尽管没有直接的镜面反射也会造成强烈的信号特征。例如,某些陆基雷达的长波(米级波)辐射能在飞机较大的部件(平尾或机翼前缘)上引起谐振。在波长很短(毫米波)的雷达照射下,则飞机的不平滑部位相对波长来说显然增多,而任何不平滑部位都会产生角反射并导致RCS增大。大多数RAM都含有“活性成分”,经雷达波照射后其分子结构内部产生电子重新排列,分子振荡的惯性会吸收一部分入射能量。但是,照射波的波长越长,分子振荡越慢而吸波效果越不明显。雷达跳出目前隐身技术所能对抗的波段,将使飞机的隐身性能大大降低或失效。
另外,目前的雷达波隐身技术主要是针对微波雷达的,飞机的红外辐射可以减弱并限制在一定的方位角内但却不能完全消除。发展可见光或接近可见光波段的探测器,以及提高红外传感器的探测性能,也可作为探测隐身飞机的措施及手段。长波雷达可以对付隐身飞机的外形调整设计及现用的RAM,使得隐身飞机外形设计与RAM涂层厚度有难以实现的过高要求。近年来,一些国家重新重视研制长波雷达。目前发展很快的长波雷达是超地平线雷达(OTH),其工作波长达10~60m(频率为5~28MHz),完全在正常雷达工作波段范围之外。这种雷达靠谐振效应探测大多数目标,几乎不受现有RAM的影响。
国外还非常重视发展毫米波雷达,目前已有可供实用的毫米波雷达。但是,频率越低波束越难集中,而频率越高波束传播损耗越大。美国空军曾在1990年有关反隐身对抗的总结报告中称,甚高频(VHF)雷达(频率160~180MHz、波长1.65~1.90m)在探测低飞目标或对付人工干扰时存在严重问题;OTH雷达提供的跟踪和定位数据不够精确;毫米波雷达(频率约为94GHz)探测概率不高。所以多应用于制导和地面人员搜索警戒雷达。
Ⅶ 急求机械原理课程设计 雷达天线仰俯搜索机构~
执行机构应该简单,标准的角行程机构就可以,看挂接负载特性选型。厂家如伯纳德,当然军标有特殊要求厂家另说,但技术相通的。
自己从头设计一个,伺服电机+减速机+输出轴,考虑速度要求、重复定位精度、使用环境、电源等对零部件选型设计。
要做闭环也不难,与雷达电子专业结合,对方给什么信号要求,做什么样动作就可以了,例如定向搜索、锁定目标等等