VC++铰链四杆机构运动仿真编程示例-对话框

1、(34)VC+较链四杆机构运动仿真编程示例(基于对话框风格的程序实现)-較链四杆机构的运动分析原理如图1所示较链四杆机构。已知各杆长1/人,原动件的位置角孙，其角速度少为常数，且以逆时针方向为正。求解程序：首先建立机构的位置方程式，求出给定01时的构件2、3的位置角0,03。将位置方程分别对时间/求导一次、二次，得速度方程式和加速度方程式，并求得各构件的角速度他,令和角加速度乞,。1.位移分析为建立机构的位置方程式，首先画出各构件的矢量指向(如图1所示)。以X轴正向沿逆时针方向画出各杆的转角他及2，由矢量封闭回路ABCD写出矢量方程人+4=匚+3将上述矢量方程写成坐标方程/COS(P+人COS

2、(pr=l4COS&4+/3COS03“(3-1)sin0+人sin0=l4sin04+/3sin(p、上述方程的待求量为仍、冷。由于该方程为0,伤的非线性方程，为方便起见，在图1中加辅助矢量巫，即/，卩。在封闭矢量回路ABD中厶+/=/4(3-2)(3-3)厶COS01+/COS(P=lqCOS&4人sin0+/sin(p=l4sin04解得:I=J/f+/：_2*4COS(列_&4)/=l2sin-卩3)/jcotsin(0)少3=3smQ一血)(3-6)3.加速度分析将式（3-5）对时间求导,并注意到竽=。等y普2,得一厶血COS-/2CO2COS02_厶6sin02=一&少亍COS03

3、一3sin3一厶cosin(p、-12CO2sin(p2+12s2cos(p2=_&jsin(p、+/3zcos(p、同样采用坐标旋转法，可求得勺、一hC0COS(003)/三Q1COS(径一卩3)+厶；l2sing_3)厶：COS(0-)+/26?2一厶；COS(034)(3-8)厶sin（03一卩2）编程步骤1.在项目类型中选择MFCAppWizaid(exe),项目名取为“FouiEarn在location中指定一个工作路径用于放置程序文件。2.在程序向导的第1步选择建立一个基于对话框的应用程序，点击Finish结束向导。在对话框窗II布局控件。首先选中己有的静态文本TODO:在这里设置

4、对话框控件”，delete将其删除。从右侧控件工具栏中点击Picture”图片控件，在对话框空白区域拖出一个矩形窗II,右键点击控件边框，弹出属性对话框，设定其Type属性为Rectangle,color为white,其余不变。再点击GroupBox(成组框)控件，在对话框空白区域拖出一个矩形窗II,将其caption改为“输入四杆机构参数”，并在其中布置四个静态文本控件和四个编辑框控件，分别对应输入四杆机构的四个杆长尺寸。为各个编辑框控件指定控件的ID号：AB杆：IDC_AB；EC杆：IDC_BC：CD杆：IDC_CD；AD杆：IDC.ADoFCClatfffVxzacd冈PicturePr

5、opertiesGeneral|Styles|ExtendedStyles|ID：|DC_DISPLAY9VisibleDisabledIGroupFTabstog厂HelpIDType：Iniayc：Color：在成组框的卜方添加2个按钮，其caption分别为“开始运动”和“停止运动S其ID分别为LDC_START和LDC_STOP。将已有的确定”按钮拖至下方，caption改为退出”，并删除原有的“取消”按钮。这样对话框界面就设计好了。后续可以根据需要添加其他功能按钮等。为对话框中的控件添加相应的成员变量：点击菜单“Vuv-ClassWizardv，点击MemberVariables标签

6、项，为对话框中的控件添加对应的成员变量如下图所示。MessageMapsMemberVariablesAutomationActiveXEventsjClassInfoOK|CancelI四杆机构参数包括：各杆长尺寸ab,be,cd,ad,曲柄位置角、连杆位置角化、摇杆位置角卩3、机架倾角弘。在CFouiBarDlg类中添加成员变量angle1,angle2,angle3,sita4,分别对应为AB、EC、CD、AD四杆的位置角，类型均设置为double。初始化四杆机构的参数：在CFourBaiDlg类的OiiInitDialogO函数中添加初始化代码：/TODO:Addextramitial

7、izationherem_ab=100;m_bc=250;m_cd=200;m_ad=200;sita4=0;angle1=45;aiigle2=0;aiigle3=0;UpdateData(FALSE);将初始设定的杆长尺寸填入编辑框中显示在CFouiBaiDlg类中添加成员函数DrawFombar(),类型为void。将来在这个函数中实现四杆机构的参数计算及绘图。AddBesberFunctionPFI3在FourBaiDlg.cpp前面加上科学计算的头文件，这样就可以支持三角函数的计算。存includestdafx.hH存includeFourBaihn存includeHFourBaiD

8、lg.hnincludemath.h在CFouiBarDlg类的函数DiawFourbar()中添加语句，用来计算并画四杆机构图形。voidCFourBaiDlg:DrawFourbai()UpdateData(TRUE);获取对话框的图片控件的位置大小，并准备在其中绘图CRectm_rect;GetDlgItem(IDC_DISPLAY)-GetWindowRect(&m_rect);ScreenToClient(&DLect);获得绘图设备对彖，并设置绘图区域人小，范I制及原点CClientDCdc(this);dc.SetMapMode(MMJSOTROPIC);dc.SetWiiido

9、wExt(CSize(500,500);dc.SetViewpoitExt(m_rect.right,-m_iect.bottom);dc.SetViewpoilOig(ni_iect.right/24n_,rect.bottonV2+50);当参数改变时重绘窗口RediawWindow(&m_iect);计算运动参数，此部分内容与机械原理教材计算方法完全一致。doublepi=3.1415926;/定义圆周率兀doublebx,bv,cx,cy；较链E、C点的坐标doubleL.fai,aa,bb;定义中间变量aiiglel=anglel*pi/180;/W角度值转化为弧度值sita4=si

10、ta4*pi/180;计算辅助矢量BD的模与位置角L=sqrt(m_ab*m_ab+m_ad*m_ad-2*m_ab*m_ad*cos(anglel-sita4*pi/180);foi=atan(m_ad*sin(sita4)-m_ab*sin(aiiglel)/(m_ad*cos(sita4)-m_ab*cos(anglel);aa=(m_bc*m_bc-L*L-m_cd*m_cd)/(2*L*m_cd);angle3=acos(aa)+fai;bb=(L*sin(fhi)+m_cd*sin(angle3)/(L*cos(fai)+m_cd*cos(angle3);angle2=atan(b

11、b);if(bb0)iaiigle2=aiigle2+pi;计算B点和C点的坐标bx=m_ab*cos(anglel);by=m_ab*siii(anglel);ex=bx+m_bc*cos(angle2);cy=by+m_bc*siii(angle2);计算完成，卜面设定画图需要的参数CPenNewPenl;声明画笔对彖CPen*pOldPen;保存原先画笔的指针初始化实线、5像素宽的红色画笔NewPen1.CieatePen(PS_SOLID,5.RGB(255,0.0);/将画笔选入设备对彖pOldPen=dc.SelectObject(&NewPenl);画四杆机构，分成四个杆和对应的

12、较链进行绘制画AB杆dc.MoveTo(O.O);dc.LineTo(bx.by)；画BC杆dc.MoveTo(bx,by)；dc.LineTo(cx.cy)；de.Ellipse(bx-10,by-10,bx+10,by+10);/画转动副B画CD杆dc.MoveTo(cx,cy);de.LineTo(m_ad,0);dc.Ellipse(cx-lO.cy-10,cx+10,cy+10);画转动副C画AD杆dc.MoveTo(O.O);de.LineTo(m_ad,0);dc.Elhpse(-10r1040J0);画转动副Adc.Ellipse(m_ad-l0rl0jn_ad+10,10);画转动副D画机架for(iiiti=l;i360)anglel=angle1-360;/当曲柄转动角度人于360度时，重新从0度开始旋转。anglel=angle1+2;/曲柄每次转动5度DrawFouibaiO;/调用四杆