四連桿機構的案例
Adams&Workbench&Matlab四連桿機構運動學分析
Adams、Ansys Workbench和Matlab均廣泛應用于工業領域中，不少從事和學習相關內容的科研工作者及在校生，也在不斷對比不同軟件之間的差異，因此本篇文章以簡單的四連桿機構為例進行分析，對比不同軟件中結果的差異。
圖1為四連桿機構的基本尺寸長度，其中曲柄長度為100mm，連桿的長度為240mm，搖桿的長度為300mm。
圖1 四連桿機構
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Adams分析
直接在Adams中進行模型的構建，同時創建好對應的連接關系，連接關系如下表所示。創建完成后Adams動力學模型如圖2所示。
展開 ANSYS workbench 四連桿運動學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習四連桿機構的三維模型處理
2、學習四連桿機構接觸相關的接觸設置
3、學習多體動力學分析步的建立
4、學習四連桿機構多體動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 四連桿機構運動學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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210基于matlab的仿真機械四連桿機構運動代碼 ￥12.2
基于matlab的仿真機械四連桿機構運動代碼，包括運動仿真和變量變化分析圖的生成，包括角速度、速度、加速度等曲線。程序已調通，可直接運行。
269 基于matlab的四連桿機構動力學參數計算 ￥8.9
基于matlab的四連桿機構動力學參數計算。將抽油機簡化為4連桿機構，仿真出懸點的位移、速度、加速度、扭矩因數、游梁轉角等參數，并繪出圖形。程序已調通，可直接運行。
基于optistruct曲柄連桿機構多體動力學仿真及桿件形狀優化 ￥50
本案例重點介紹如何在optistruct中模擬機械設計中的經典機構運動學分析，以經典的曲柄連桿機構的運動學為例。桿與桿連接地方設置轉鉸，創建相應的接觸，給曲柄也就是左側連桿作為驅動件，其角速度為50rad/s，分析機構在運動過程中所有桿件上的受力動態分布情況。
多體動力學運動結果動畫（提取運動過程中各桿件中最大應力變化）
初始模型
提取輸出節點力：
通過optistruct對四連桿機構進行形狀優化，通過hypermorph建立了相應的形狀變量，以各桿件在整個運動過程中的應力小于許可應力，并以質量最輕作為目標函數。
形狀優化結果動畫
以最后一個迭代步的結果作為最終的優化結果。查看形狀優化的結果后綴名為_des.h3d，多體動力學分析結果后綴名為.h3d。
展開 復雜的連桿機構動態圖
22.平行四邊形四桿機構
23.切比雪夫連桿機構
24.克蘭連桿機構
（1）4腿行走機構
（2）6腿行走機構
25.Jansen Walker連桿機構
（1）4腿Jansen行走機構
（2）6腿Jansen行走機構
26.Ghassaei腿機構
（1）4腿Ghassaei行走機構
（2）6腿Ghassaei行走機構
27.Plantigrade腿機構
28.Trotbot腿機構
29.8桿腿
30.縮放腿
31.Tokyo Institute of Technology支腿
32.RPRPR支腿
End
來源：直觀學機械整理
展開 《Pro\Mechanism\MECHANICA Wildfire2.0機構運動結構熱力分析(附光盤)》
圖書目錄
第1篇 機構和運動分析
第1章 Pro/Mechanism初步
1.1 為何要學習本書
1.2 CAE的概念
1.3 本書的結構和特色
1.4 機構概論
1.5 五大基本機構
1.5.1 杠桿
1.5.2 輪軸
1.5.3 滑輪
1.5.4 斜面
1.5.5 螺旋
1.6 Mechdnism和Pro/MECHANICA概論
1.7平面和空間的機構分析
1.7.1 機構的運動學與動力學
1.7.2 自由度
1.7.3 運動副
1.7.4 運動結的互聯性
1.7.5 連桿組
1.7.6 運動鏈
1.7.7 連桿組或機構的動度.
1.8 凸輪機構
1.8.1 凸輪機構的應用.
1.8.2 凸輪機構設計的基本問題.
1.9 齒輪機構
1.10 運動的傳遞
1.11 機構設計的基本觀念摘要
1.11.1 機構的構造分析
1.11.2 機構的運動分析
1.11.2.1 相對速度法
1.11.2.2 瞬時中心法
1.11.3 Pro/Mechanism在機構分析中所扮演的角色
1.12 Pro/Meclaanism入門的基本概念
1.12.1 Pro/E提供的機構組裝功能
1.12.2 Pro/Mechanism的自由度和冗余
習題
第2章 連桿機構
2.1連桿機構概論
2.1.1 連桿機構
2.1.2 連桿機構的功能
2.2 四連桿機構的種類
2.2.1 四連桿的定義
2.2.2 四連桿的分類原則(格拉斯霍夫定理)
2.2.3 四連桿機構仿真分析實例
2.2.4 四連桿機構的幾何分析
2.3 曲柄滑塊機構
2.3.1 機構組成
2.3.2 曲柄滑塊機構的倒置
2.3.3 曲柄滑塊的應用實例
2.3.4 曲柄滑塊機構仿真分析實例
2.3.5 傳統教科書上的分析習題
2.3.6 用“用戶定義的”選項功能來自定義測量
2.4 急回機構
2.4.1 急回機構的種類
2.4.2
展開 基于Adams的六足直立式步行機器人運動仿真分析
基于Adams的六足直立式步行機器人運動仿真分析
張久雷
（廣東職業技術學院 機電工程系， 廣東 佛山 528041）
摘要 分析了一種以雙電機為驅動力、以曲柄連桿機構為傳動系統的六足直立式步行機器人的工作原理。首先，利用矢量解析法對步行腿機構建立相應運動數學模型并分析；再利用虛擬樣機分析軟件Adams對單側步行腿機構進行運動軌跡建模仿真分析；最后，搭建實物樣機驗證了工作原理、方案設計、虛擬仿真結果的正確性和可行性。結果表明，步行腿機構的運動特性能夠滿足六足直立式步行機構的工作要求，設計方案可行，可為下一步的動力學分析和優化設計提供理論基礎。
關鍵詞 Adams 六足步行機器人 四連桿機構 運動學分析
0 引言
曲柄連桿機構是連桿足式步行機器人的核心機構，是實現步行腿行走的關鍵零部件[1]。步行機構曲柄連桿的方案設計及其運動特性是影響機器人行走和運動動作的重要因素[2]。本文中以張久雷設計制作的六足直立式步行機器人的步行機構為研究對象[3]118-119，通過對步行機構分解出的簡單平面四連桿機構進行解析，以矢量法為基礎，建立步行腿機構運動數學模型，再通過虛擬樣機技術對步行腿運動軌跡進行仿真研究分析，判斷是否發生干涉。通過運動學速度、加速度仿真分析，了解從動件步行腿的速度變化規律是否滿足步行工作要求。在此基礎上，搭建實物樣機驗證步行機構方案設計的可行性，進一步證明了該步行機構工作原理和虛擬仿真結果的正確性，可為下一步的動力學分析和優化設計制造奠定理論基礎，具有重要的研究意義。
1 步行機器人的工作原理
1.1 步行原理
本文中研究分析的六足直立式步行機器人[3]119-121如圖1所示。
展開 什么是曲柄連桿機構
曲柄連桿機構是發動機實現工作循環，完成能量轉換的主要運動零件。曲柄連桿機構的主要零件可以分為三組，機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組。
功能和作用
曲柄連桿機構的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后產生的氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉變為曲軸旋轉的轉矩，不斷輸出動力。
（1）將氣體的壓力變為曲軸的轉矩
（2）將活塞的往復運動變為曲軸的旋轉運動
（3） 把燃燒作用在活塞頂上的力轉變為曲軸的轉矩，以向工作機械輸出機械能
組成
曲柄連桿機構由機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分組成。
（1）機體組：氣缸體、氣缸墊、氣缸蓋、曲軸箱、汽缸套及油底殼
（2）活塞連桿組：活塞、活塞環、活塞銷、連桿
（3）曲軸飛輪組：曲軸、飛輪、扭轉減振器、平衡軸
發動機共有進氣、壓縮、做功、排氣四個行程，在做功行程中，曲柄連桿機構將活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動，對外輸出動力，而在其他三個行程中，由于慣性作用又把曲軸的旋轉運動轉變成活塞的往復直線運動?？偟膩碚f曲柄連桿機構是發動機借以產生并傳遞動力的機構。通過它把燃料燃燒后發出的熱能轉變為機械能。
展開 汽車曲柄連桿機構知識
曲柄連桿機構的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉變為曲軸旋轉的轉矩，不斷輸出動力。一般由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組三部分組成。
基本簡介
曲柄連桿機構的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉變為曲軸旋轉的轉矩，不斷輸出動力。曲柄連桿機構是發動機實現工作循環，完成能量轉換的主要運動零件。在作功沖程，它將燃料燃燒產生的熱能活塞往復運動、曲軸旋轉運動而轉變為機械能，對外輸出動力；在其他沖程，則依靠曲柄和飛輪的轉動慣性、通過連桿帶動活塞上下運動，為下一次作功創造條件。
主要功用
曲柄連桿機構的作用是提供燃燒場所，把燃料燃燒后氣體作用在活塞頂上的膨脹壓力轉變為曲軸旋轉的轉矩，不斷輸出動力。
（1）將氣體的壓力變為曲軸的轉矩
（2）將活塞的往復運動變為曲軸的旋轉運動
（3） 把燃燒作用在活塞頂上的力轉變為曲軸的轉矩，以向工作機械輸出機械能.
機構組成
曲柄連桿機構由機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分組成。
（1）機體組：氣缸體、氣缸墊、氣缸蓋、曲軸箱及油底殼、曲軸箱、汽缸套
（2）活塞連桿組：活塞、活塞環、活塞銷、連桿
（3）曲軸飛輪組：曲軸、飛輪、扭轉減振器、平衡軸
1.機體組
機體是構成發動機的骨架，是發動機各機構和各系統的安裝基礎，其內、外安裝著發動機的所有主要零件和附件，承受各種載荷。因此，機體必須要有足夠的強度和剛度。
氣缸體
氣缸體是發動機各個機構和系統的裝配基體，是發動機中最重要的一個部件。氣缸體有水冷式缸體和風冷式氣缸體。
水冷式氣缸體一般與上曲軸箱鑄成一體。氣缸體上部拍了出所有氣缸，氣缸周圍的空腔相互連通構成水套。下半部分是用來支承曲軸的曲軸箱。
氣缸體有直列、V形和水平對置三種形式，在汽車上常用直列和V形兩種。
展開 汽車曲柄連桿機構的作用
曲柄連桿屬于汽車沖壓件，那么曲柄連桿機構在汽車發動機中所起的作用是怎樣的呢？下面由汽車沖壓件廠家為你介紹下。
在汽車發動機工作中，曲柄連桿機構在做功行程中把活塞的往復運動變成曲軸的旋轉運動，對外輸出動力，而在其他三個行程中，即進氣、壓縮、排氣行程中又把曲軸的旋轉運動轉變成活塞的往復運動。
總的來說，曲柄連桿機構的主要作用是發動機借以產生并傳遞動力的機構。發動機主要通過它把燃料燃燒后發出的熱能轉變為機械能。
發動機工作時，曲柄連桿機構直接與高溫高壓氣體接觸；曲軸的旋轉速度很高，活塞往復運動的線速度相當大；同時還與可燃混合氣和燃燒廢氣接觸，導致曲柄連桿機構受到化學腐蝕作用，并且潤滑困難?？梢娗?em>連桿機構的工作條件相當惡劣，它不僅要承受高溫、高壓、化學腐蝕還要高速運轉，因此對這些沖壓件或經其它生產工藝得到的汽車五金配件的材料要求和結構要求都很高。
展開 
汽車發動機曲柄連桿機構的組成
今天由滄州惠豐帶領大家了解下汽車發動機的曲柄連桿機構都有哪些零部件組成的。
曲柄連桿機構的主要零件可以分為機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等三個組成部分
1. 機體組：它主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋、油底殼和氣缸墊等零件組成。
機體是構成發動機的骨架，是發動機各機構和系統的安裝基礎體，其內處安裝著發動機的所有主要零件和附件，承受各種載荷 。同時機體組本身雙是曲柄連桿機構、配氣機構、供給系統、冷卻系統和潤滑系統的組成部分。因此機體必須要有足夠的強度和剛度。
2. 活塞連桿機構：活塞連桿組由活塞、活塞環、活塞銷、連桿、連桿瓦等組成；
活塞是作為一個整體通過鍛造或鑄造加工制成的，其功用是高速運動、承受高熱高壓的影響，承受的氣體壓力通過活塞銷傳給連桿，驅使曲軸旋轉，活塞頂還是燃燒室的組成部分；活塞環是用特殊金屬制成的，為了確?；钊軌蚱椒€順暢的上下運動
填補和密封這部分的間隙，在活塞上設置了活塞環；活塞銷的功用間連接活塞和連桿小頭，并把活塞承受的氣體壓力傳給連桿。活塞銷要具有足夠的強度和剛度，表面韌性好，耐磨性好、質量輕；連桿的作用上連接活塞與曲軸。
3.曲軸飛輪組：主要由曲軸、飛輪和一些附件組成。
曲軸是發動機最重要的機件之一。它與連桿配合將作用在活塞讓的氣體壓力變為旋轉的動力，傳給底盤的傳動機構。同時，驅動配氣機構和其它輔助裝置，如風扇、水泵、發電機等；
曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面為橢圓形，為了平衡慣性力，曲柄處鑄有或緊固的平衡重塊。
飛輪是用來儲存做功行程的能量，用于克服進氣、壓縮和排氣行程的阻力和其它阻力，使曲軸均勻地旋轉。
展開 LS_DYNA 平面連桿機構的仿真
連桿機構（Linkage Mechanism）又稱低副機構，是機械的組成部分中的一類，指由若干（兩個以上）有確定相對運動的構件用低副（轉動副或移動副）聯接組成的機構。
平面連桿機構中最基本也是應用最廣泛的一種型式是由四個構件組成的平面四桿機構。由于機構中的多數構件呈桿狀，所以常稱桿狀構件為桿。低副是面接觸，耐磨損；加上轉動副和移動副的接觸表面是圓柱面和平面，制造簡便，易于獲得較高的制造精度。連桿機構廣泛應用于各種機械和儀表中。
操作視頻觀看地址：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c11520
有限元模型
2.鏈接關系
3.模型中所使用到的關鍵字：
*SET_NODE_LIST
*INITIAL_VELOCITY_GENERATION
*LOAD_BODY_Y
*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY
*DEFINE_CURVE
*BOUNDARY_SPC_NODE
*SECTION_SHELL
*MAT_PLASTIC_KINEMATIC
…………
4.結果云圖
展開 如何快速實現連桿機構運動分析
如何快速實現連桿機構運動分析
作者：智誠科技ICT技術工程師 – Ming Liang
為了快速的設計及描述桿件的運動軌跡，位移,速度計及加速度等動力參數, 設計連桿機構時我們可以在草圖中使用線條來代表桿件。但是如何用這些線條代表的桿件來實現我們的運動分析呢？
我們通過一個例子來介紹這種有草圖線條快速設計連桿機構的運動分析。如下圖機構，我們要分析擺桿的運動軌跡。
1、在草圖中設計好連桿后，選擇一根線/連桿，右擊選擇制作“制作快”命令，將所有的線/連桿制作成塊。
2、將制作的塊保存
3、新建裝配體零件，選擇“插入”---“布局”
4、插入第二步保存的塊
5、對每根線/連桿定義如下圖的幾何約束：重合，水平
6、推出布局，在motion定義一個旋轉馬達，分析運動算例
7、在結果中定義跟蹤路徑即可
展開 機械原理——幾種著名的連桿機構
連桿機構機械的組成部分中的一類，指由若干（兩個以上）有確定相對運動的構件用低副（轉動副或移動副）聯接組成的機構。連桿在是幾種有哪些應用呢，我們一起來看以下吧。
1. 瓦特連桿，瓦特連桿是由瓦特發明的，沒錯就是那個特別流弊改良了蒸汽機的瓦特。在瓦特連桿中，移動的中點自由度被限制，只得做近似直線運動。最早是用在瓦特蒸汽輪機上的，后來也用做汽車的懸架結構中了。
2. Jansen 連桿 是由Jansen發明的，用于模擬平穩行走，Jansen利用這種連桿制造了著名的海灘巨獸，這種連桿兼具美學價值和技術優勢，通過簡單的旋轉輸入就可模仿生物行走運動，這種連桿已經用于行走機器人和步態分析。
3. 切比雪夫連桿機構經常被用于模擬機器人的行走。
4. 波塞利連桿機構
波塞利連桿是第一個真正把旋轉運動轉化為絕對直線運動的平面連桿機構，
來源：機械液壓論壇
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