基于环路特性的运动链拓扑图及特征描述的自动生成

基于运动链拓扑图环路的数组描述及环路数组之间的相互运算,给出通过基本环数组之间的相互运算构成组合环的算法及其条件,并给出运动链的唯一数字特征描述.然后,以 Windows 为平台,以VC 6.0为工具,利用面向对象的程序设计方法,开发了一套集运动链拓扑图绘图及唯一数字特征描述--特征邻接矩阵和特征描述代码自动生成的计算机程序.此程序的最大特点是不管运动链拓扑图的画法形式如何改变,项点标号方式如何改变,计算机都能自动生成其唯一数字描述,从而实现运动链拓扑图的唯一数字化,并为机械概念设计的自动化、智能化和网络化创造了条件.结果表明,提出的程序解决了机械概念设计过程中运动链拓扑图的唯一数字描述方式难以计算机自动实现问题.     

平面含复铰及齿轮-连杆运动链的拓扑描述和结构自动综合

平面含复铰及齿轮-连杆运动链的拓扑结构自动综合可为机构方案创新设计提供各种优选类型,是研究机构结构组成的有效方法,是构思、发明新机构的基础。研究平面含复铰和齿轮-连杆运动链的多色拓扑图描述及借助拓扑图描述实现的单开链迭加结构自动综合方法。详细地讨论平面含复铰和齿轮-连杆运动链的双色拓扑图和三色拓扑图描述,为机构的分析与综合提供良好的数学工具。借助于相应的多色拓扑图描述,给出综合相应输入参数的基于单开链迭加的平面含复铰及齿轮-连杆运动链结构自动综合方法,并给出相应的综合实例来验证该自动综合方法的有效性及可靠性。     

平面机构统一拓扑描述模型的建立及同构判别

介绍平面单铰运动链、平面复铰运动链、齿轮(凸轮)运动链常规的拓扑表达模型.然后,以单铰运动链的拓扑图为基础,提出平面复铰运动链、齿轮(凸轮)运动链的新拓扑图模型,并分析新拓扑模型的特点,给出含复铰的运动链和齿轮(凸轮)运动链的拓扑模型与平面单铰运动链的联系.新拓扑模型的优点在于与平面单铰运动链的模型相统一,方便了基于计算机的机构运动链自动综合和同构判别,从而为实现运动链拓扑图的唯一数字化,机械概念设计的自动化、智能化和网络化创造了条件.给出这几类运动链的统一的同构判别方法.     

含复合铰机构运动链的拓扑图表示与同构判别

提出一种适用于含任意复合铰个数的机构运动链拓扑图表示新方法,该方法在对含复合铰运动链转化为拓扑图时,在拓扑图顶点上标以顶点号和顶点对应的构件运动副数,与复合铰相连接的所有构件被看作是相互邻接的构件,该拓扑图完整表示了含复合铰机构运动链的信息,且不增加拓扑图顶点数规模。在拓扑图表示基础上,将邻接矩阵动态修改法应用到含复合铰运动链的同构判别,判别实例表明邻接矩阵动态修改法能有效对含复合铰机构运动链进行同构判别。     

基于单开链叠加法的欠驱动手指结构类型综合

以表述机构关联特性的拓扑图为基础,引入单开链叠加的方法,即依次将单开链两端的运动副联接在已有运动链的构件上以得到完整的运动链拓扑图,从而为机构类型综合提供研究方法。利用引入的单开链叠加法对欠驱动三指节手指机构进行运动链的生成,分别综合了三自由度及二自由度手指机构的运动链结构类型,并从中优选出一部分拓扑图,进而反推出一些可行的新型手指机构,为欠驱动灵巧手手指提供更多机构类型。     

机构虚约束的自动识别与去除

对具有重复结构特性的虚约束的自动识别与去除进行了研究。首先将机构的所有活动构件和运动副形成的开闭混合运动链用拓扑图表示；通过去除拓扑图中分叉物体，使拓扑图中的回路结构转化为树结构，然后寻找树结构的相同树枝来达到对对称相等运动链的识别。此问题的解决对于实现机构分析的自动化有重要的意义。     

基于胚图的运动链拓扑图同构判断

运动链拓扑图的同构判断是机构型综合的关键环节,也是极难解决的研究热点。针对该问题创造性地提出了基于胚图的运动链拓扑图同构判断方法,首先,将拓扑图中的二元杆移除,从而得到拓扑图的胚图,利用路径数组来判断胚图的同构。然后,在胚图同构的前提下,利用特征数组来判断运动链拓扑图同构。并且举例说明该方法简洁高效。     

运动链拓扑图的特征数组表示及同构判断

运动链拓扑图同构判断是一个世界性的难题,为解决它提出新的方法。基于运动链拓扑图的特点,用特征数组来描述运动链的拓扑图。将运动链拓扑图支链上的二元杆数按照多元杆进行分组排列,组内的各支链顺序可变,组外的各多元杆的顺序可变,从而形成特征数组。用特征数组来描述拓扑图的特征,这一描述方式直观简洁且不受拓扑图画法形式和标号方式变化的影响。借用字符串的概念定义特征数组的同构,用Visual Basic编程,给出程序实现原理。建立判断矩阵来判断同构的特征数组,只有当判断矩阵的每行和、每列和同时为非零值时,两拓扑图是同构的。最后通过实例证明该方法准确、简单、高效且易于在计算机上实现。同构判断问题的解决为机构型综合奠定了基础。     

康复机器人下肢运动促动机构的拓扑结构分析及创新设计

对原始机构进行了拓扑结构分析,构造出了机构的拓扑胚图,再将代表二副杆的点插入拓扑胚图中,得到满足要求的所有运动链的拓扑图。按照图与机构的一一对应关系,把拓扑图转化为一般化运动链图谱。指定各构件类型后,可将一般化运动链图转化为特定化链,并具体化为与原始机构具有相同或相似功能的新型机构。在此基础上,设计者可对其进行综合评价,筛选出好的结构类型。该方法可提高机构创新设计的效率和质量,具有较强的可操作性。     

含高副平面运动链图及其拓扑图的自动生成

在对含高副平面运动链进行分析的基础上，本文提出了最大基环的概念，从而避免了杆与杆之间的交叉，并由计算机自动生成了八杆以内、１—３个自由度，含１—２个高副的平面运动链图及其拓扑图。     

Synthesis of a complete set of contracted graphs for planar non-fractionated simple-jointed kinematic chains with all possible DOFs

The contracted graph shows the primary topological structure of kinematic chains and is the foundation for constructing kinematic structures of mechanisms. In this paper, a fully-automatic method is proposed to synthesize a complete set of contracted graphs for planar non-fractionated simple-jointed kinematic chains with all possible degrees of freedom. First, based on the 4-parameter index and link assortment array, the relationships of link assortment arrays and non-fractionated contracted graphs for different types of kinematic chains are revealed. Then, the general steps to generate the adjacency matrices of contracted graphs from the synthesis equation set are given. Efficient methods to detect fractionated structures and isomorphism are also addressed. Finally, a human-machine interactive synthesis program is developed, and the complete list of both contracted graphs and valid contracted graphs for planar non-fractionated simple-jointed kinematic chains with up to 19 links and all possible degrees of freedom is presented for the first time.     

用关联度和关联度码识别运动链同构

本文给出了运动链拓扑结构的数字赋权拓扑简图表示及相应的矩阵表示和码表示。首次提出了描述赋权图中点的拓扑特征的一种新参量——关联度,用于有效地区分图中不同类型的点,进而得到了运动链的关联度码,它与运动链拓扑结构一一对应。用关联度和关联度码可准确高效地识别运动链同构。     

内力封闭自适应机构初始运动链综合的胚图支链法

根据内力封闭型自适应机构初始运动链的自由度特征,提出了一种运动链构型综合的新方法,即胚图支链法。此方法视运动链由多元素杆和支链两部分构成,并通过一种有序分步的方法构建运动链的拓扑胚图,然后在拓扑胚图上配置支链形成广义拓扑图,再转化为运动链。利用此方法,综合出了自由度为0或-1的9杆、10杆运动链的全部独立构型,为内力封闭自适应机构的创新设计提供了理论依据。     

用拓扑特性矩阵辨识运动链的同构体及机架变换研究

基于运动链的基本环路及环路中构件、运动副的互相连接关系，建立了描述平面和空间运动链及机构的拓扑特性矩阵，对平面、空间运动链及机构的同构体辨识问题进行了研究。由于拓扑特性矩阵较常用于同构体辨识的邻接矩阵、关联矩阵等矩阵的元素少，而且可以通过比较拓扑特性矩阵的对应行列的元素直接进行同构体的辨识，因此，应用拓扑特性矩阵辨识同构体是更简便和高效的。给出了应用拓扑特性矩阵辨识同构体的方法、步骤及流程图，并给出了较典型的辨识例子（包括空间运动链），证明了该方法的正确性和高效性。同时还应用拓扑特性矩阵对运动链的机架变换问题进行了研究。     

基于图论和拓扑结构分析的机械式无级变速器的创新设计

归纳了原始机构的拓扑构造特性,运用图论理论得到了原始机构的拓扑缩图.通过对机构的原始拓朴缩图进行二度点的分配,消去同构方案后,即可综合出符合条件的拓扑全图和一系列相时应的运动链图谱.在此基础上指定各构件和运动副的类型,得到与原始机构具有相同或相似功能的新型机构.设计者可根据功能要求和具体的设计环境,从中筛选出好的结构.     

用多面立体拓扑结构码置换群法判定运动链同构

提出了一种判定运动链同构的新方法——多面立体拓扑结构码置换群法。该法可在计算机上自动完成，且准确可靠，效率较高。用该法判定两运动链同构只需判断这两个链的ＴＳＣ之间是否存在一个置换，或判断两ＴＳＣ的伴随码是否相等，无须构造对称群。本方法适用于任何无复铰的不可分闭式运动链。     

全R副平面基本刚性链的拓扑分类研究

基于平面基本刚性链运动分析复杂性的各种衡量指标：耦合度ｋ、位置解数目上界ＮＢｓ，本文对全Ｒ副平面基本刚性链进行了拓扑分类，揭示了基本刚性链的运动分析复杂性与其拓扑结构间的一些定性关系，为平面多环机构选型提供了依据。     

基于电路网络分析的运动链同构判定

应用电路分析中的基尔霍夫定律和电路网络分析方法来判断运动链的同构。首先建立了运动链的等效电路模型 ,将运动链的拓扑结构关系等效为电路网络的拓扑约束关系。然后应用电路定律和电路网络分析的支路电流法进行分析 ,得出了基于电路网络分析的运动链同构判定依据 ,最后结合实例说明了运动链的同构判定方法。该方法简单、可靠、操作简便 ,是一种新颖的运动链同构判定方法