铰链四连杆在积木式开源硬件平台下的设计要点

谭梓炜

摘要：针对铰链四连杆机构在大型雷达天线折叠过程中的广泛应用，通过两种铰链连杆机构的刚体动力学计算分析、精度定性分析的比较，获取铰链四连杆机构在工程实际应用中应该注意和考虑的几点事项。针对铰链四连杆机构运动设计解析法的复杂性，在建立机构运动几何方程的基础上，利用牛顿迭加法进行数值求解。通过对不同步长以及差分格式的选取比较，确定了计算杆件速度和加速度的合适的差分公式。运用Mad语言强大的计算及图形可视化功能，获得了精确的数值结果和提高了设计的效率。

关键词：铰链四连杆；模块化；Makeblock

一 绪论

1.1 研究现状

铰链四连杆（RSSR）机构能够用来获得运动的空间定向轴之间的机械输入输出关系[1]。一个空间四杆机构具有把连接固定连杆任意取向的两个旋转接头或两个球形接头曲柄连接到耦合器连结的功能[2]。其曲柄机构具有的摆动运动相对于锥齿轮的非线性关系，由输入和输出之间的联系获得。与齿轮联轴器相比，它们轴之间具有相对大的距离修长。分析一个空间四连杆机构的合成是一个有吸引力和挑战性的问题。一些作者已在刚性连接机制方面做出显著的贡献[3]。

获得部分或全部通过灵活的偏转机制被列为柔顺机构，柔性机构已经经过调查发现其具有显著优点。铰链四连杆机构是其中一种，铰链四连杆机构的另一个优点是可以存储为变形弹性能，所以没有必要对弹簧机构返回到的原始位置进行计算[5]。……