1.共轭凸轮曲柄摇杆组合花卉移栽机构的设计方法,其特征在于:该方法的具体步骤如下:步骤一、构建共轭凸轮曲柄摇杆组合花卉移栽机构;
电机的动力传给铰接在机架上的凸轮轴,第一共轭凸轮、第二共轭凸轮及曲柄的一端均与凸轮轴固接;曲柄的另一端与第二连杆的中部铰接;叉形摆杆包括底端焊接在一起的摆动杆、第一凸轮摆杆和第二凸轮摆杆;叉形摆杆的底端铰接于机架;第一滚子与第一凸轮摆杆的顶端铰接,并与第一共轭凸轮构成凸轮副;第二滚子与第二凸轮摆杆的顶端铰接,并与第二共轭凸轮构成凸轮副;摆动杆的顶端与第一连杆的一端铰接;第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接;第二连杆的另一端自由设置;
步骤二、基于三次非均匀B样条曲线建立第二连杆的自由端端点所形成的单环扣轨迹数学模型;
选取n个数据点作为三次非均匀B样条曲线的型值点,可唯一求解到n+2个控制顶点,其中,n≥11;再选取步长为0.005~0.02中的一个值插值生成拟合点坐标,进而拟合出单环扣轨迹;建立第二连杆的自由端端点在坐标系XOY中所形成的位移方程为φf(t),其中,凸轮轴轴心为坐标系原点O;φf(t)在X和Y轴方向的位移分别为φfx(t)和φfy(t),t为沿取苗轨迹运动方向依次编号的拟合点序号,t=1时,第二连杆的自由端端点处于初始位置;
步骤三、通过所建立的单环扣轨迹数学模型反求出摆动杆的角位移j1,具体为:由步骤二中拟合出的φfx(t)、φfy(t),并设定L3、xa、ya的值,通过下式求得L1、L2、L4、L5、j1、j2、j3、j4;构造函数如下:
式(1)中,L1为摆动杆的杆长,L2为第一连杆的杆长,L3为第一连杆与第二连杆的铰接点至第二连杆与曲柄铰接点的距离,L4为曲柄的杆长,L5为第二连杆与曲柄的铰接点至第二连杆自由端端点的距离,xa、ya分别为叉形摆杆与机架铰接点的横坐标和纵坐标,j1为摆动杆的角位移,j2为第一连杆的角位移,j3为曲柄的角位移,j4为第二连杆的角位移;
步骤四、共轭凸轮反求模型的建立;
①设定摆动杆与第一凸轮摆杆之间的夹角α以及摆动杆与第二凸轮摆杆之间的夹角β,由摆动杆的角位移j1求得第一凸轮摆杆的摆角φ1和第二凸轮摆杆的摆角φ2,如下式:
②设定L6、L7、L8,通过下式求得第一共轭凸轮的理论轮廓坐标x1、y1和第二共轭凸轮的理论轮廓坐标x2、y2;
式(3)和(4)中,L6为机架的杆长,L7为第一凸轮摆杆的杆长,L8为第二凸轮摆杆的杆长;
φ3为叉形摆杆相对或曲柄的角位移,其值与曲柄的角位移j3相等;
③求得第一共轭凸轮和第二共轭凸轮的工作廓线坐标;因为凸轮工作廓线与理论廓线在法线上的距离等于滚子半径,故已知凸轮理论廓线上点的坐标,实际廓线坐标只要沿理论廓线在该点的法线方向取距离为滚子半径即可;
步骤五、校验共轭凸轮曲柄摇杆组合花卉移栽机构是否满足杆长条件,如下式: