机械设计基础课程设计任务一计算分析报告模板20241225

机械设计基础PAGE2iADDINCNKISM.UserStyle机械设计基础课程设计任务（一）题目：采用解析法对扑翼机器人进行运动分析小组成员：班级：年月日

目录1、采用解析法进行机构运动分析 11.1建立坐标系及用向量表示各构件 11.1建立封闭矢量方程和求解 22、绘制机构运动线图 33、结论与体会 64、参考文献 6具体要求以扑翼机器人为案例，采用解析法对机构进行运动分析。按照2-3人一组分组完成相关任务，要求同学们能够根据机构运动简图，绘制封闭矢量图，建立封闭矢量方程，并能正确绘制构件运动曲线图。相关要求如下：1、熟悉掌握解析法求解基本步骤2、结合解析法借助于相关软件绘制运动线图，分析运动规律3、按要求寻找相关的特征位置或规律注意事项按照格式要求，推导过程公式用公式编辑器，工程图清晰，三维底色为白色；务必正确排版，规范符号使用，所有图必须有图号+图名（比如图1XX机构简图），表格必须有表头（如表1XX参数）；严禁出现手稿图片，注意排版：字体（正文宋体小四）、间距（1.25倍）要一致；5、excel数据或Matlab程序作为附录，放在最后。项目训练北京石油化工学院（一）工作原理及工艺动作过程曲柄扑翼机是一种仿生飞行器，其设计灵感来源于鸟类的扑翼运动。在曲柄扑翼机中，曲柄滑块机构是实现翅膀扑动动作的关键部件。双翼垂直起降扑翼飞行器的隐蔽性高、操作灵活,并且能够很好地适应空间狭小的场地,因此其具有非常广阔的应用前景。图1扑翼机器人图2扑翼机器人主驱动机构-曲柄滑块机构实现翅膀扑动动作的关键部件为典型的曲柄滑块机构，曲轴为曲柄、连杆为连杆,活塞为滑块,其中的作用是将回转运动转换为直线运动。对扑翼机器人进行机构运动分析，是确定机器人的性能参数和结构优化（如升力、推力等）的重要依据。（二）原始数据基础数据计算数据L1=mm，L2=mm，1杆转速n1=转/分将L2长度分别改变为L1长度的2倍、3倍、4倍，对比速度、加速度变化规律。设计要求扑翼机器人主机构机构运动简图（曲柄滑块机构）如图所示：（1）运用解析法求得曲柄滑块机构C点的位置、速度、加速度曲线；（2）列表说明在L1构件角度分别为0度、90度、180度时C点的位移、速度、加速度分别是多少。（3）根据表中数据不同的连杆长度，比较C点位移、速度、加速度变化规律。。参考案例注意：此牛头刨床的机构运动简图及运动分析！！！1、采用解析法进行机构运动分析图1机构运动简图1.1建立坐标系及用向量表示各构件如图2所示，先建立直角坐标系，并标出各构件的矢量及其方位角，其中共有四个未知量、、、。为求解上述未知量，需建立两个封闭的矢量方程，涉及两个封闭的图形O3AO2O3及O3BFDO3，如下图所示：OO2DBFASEL4L3S3L1L6L6´xS3O3yθ1θ34θ4图2各构件的封闭矢量方程图1.1建立封闭矢量方程和求解由图2所示，建立封闭的矢量方程为：将上述矢量方程分别向x与y轴进行投影，投影方程为：联立上述方程组，可解得：由以上各式即可求得、、、四个运动变量，而滑块的方位角=。然后，分别将上式对时间取一次、二次导数，得一下速度和加速度方程式对位置方程求导得速度表达式：速度或角速度（具体求解过程要写清楚）对速度方程再次求导得加速度表达式：加速度或角加速度（具体求解过程要写清楚）2、绘制机构运动线图位移、速度和加速度随时间的运动曲线称为机构的运动线图。通过这些线图可以一目了然的看出机构的一个运动循环中位移、速度、加速度的变化情况，有利于进一步掌握机构的性能。（1）若用EXCEL绘制位移、速度、加速度运动曲线图3excel绘制曲线图例（结合自己的例子输入相关公式）（2）若用MATLAB绘制位移、速度、加速度运动曲线将速度和加速度方程式转化为矩阵形式，如下所示而=、=根据以上各式，编制MATLAB程序，将已知参数代入，即可应用计算机计算绘制得到机构的位置线图、速度线图、加速度线图。图4MATLAB绘制的位移、速度、加