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A technical diagram illustrating a cam-linkage variable transmission mechanism with labeled components, dimensions, and two accompanying graphs showing cam profile and output speed/torque relationships.

A technical diagram illustrating a cam-linkage variable transmission mechanism with labeled components, dimensions, and two accompanying graphs showing cam profile and output speed/torque relationships.

所设计的凸轮-连杆组合变矩机构工作原理如图3-1所示(对应“凸轮连杆机构图”)。该机构由输入凸轮、摆动从动杆(即摇杆AB)、连杆BC以及输出曲柄CD(即机械手主臂)组成,构成一个曲柄摇杆机构(ABCD)与一个摆动从动件凸轮机构的组合。 - **运动传递路径**:伺服电机驱动输入凸轮匀速转动。凸轮通过其轮廓推动滚子从动件,使摇杆AB绕A点摆动。摇杆AB的摆动通过铰链B传递给连杆BC,进而驱动曲柄CD(输出件)绕D点做往复摆动,最终带动末端执行器运动。 - **变矩原理**:1)**凸轮变矩**:通过设计凸轮的理论轮廓曲线,使摇杆AB获得非匀速的角位移规律 ωAB(t)。2)**连杆机构变矩**:四杆机构ABCD本身在不同位置具有不同的传动角 γ和瞬时传动比 i=ωABωCD。机构的最终输出角速度 ωCD是 ωAB(t)与 i的乘积,即 ωCD=ωAB(t)⋅i。根据功率守恒(忽略损耗),输出力矩 Tout与输入力矩 Tin满足 Tout⋅ωCD=Tin⋅ωin。由于电机输入角速度 ωin恒定,故 Tout∝ωCD1。因此,通过设计使 ωCD在需要大力矩的启动位置较小,在高速运行位置较大,即可实现输出力矩的自动变化。 根据设计要求(负载5kg,臂长>800mm),初步确定机构关键尺寸参数:机架AD长度 LAD=200mm,输出曲柄长度 LCD=850mm(即工作臂展),连杆长度 LBC=600mm,摇杆长度 LAB=300mm。凸轮基圆半径 rb=40mm,根据期望的摇杆运动规律(启动段慢速,中段加速)设计凸轮理论轮廓。 提供原理示意图下载 Mehr sehen