[科普中国]-平面铰链四杆机构

简介

所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构，它是平面四杆机构的基本形式，其他四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而来的。选定其中一个构件作为机架之後，直接与机架链接的构件称为连架杆，不直接与机架连接的构件称为连杆，能够做整周回转的构件被称作曲柄，只能在某一角度范围内往复摆动的构件称为摇杆。如果以转动副连接的两个构件可以做整周相对转动，则称之为整转副，反之称之为摆转副。铰链四杆机构中，按照连架杆是否可以做整周转动，可以将其分为三种基本形式，即曲柄摇杆机构，双曲柄机构和双摇杆机构1。

平面四杆机构铰链四杆机构可以通过以下方法演化成衍生平面四杆机构。

（1）转动副演化成移动副。如引进滑块等构件。以这种方式构成的平面四杆机构有曲柄滑块机构、正弦机构等。

（2）选取不同构件作为机架。以这种方式构成的平面四杆机构有转动导杆机构、摆动导杆机构、移动导杆机构、曲柄摇块机构、正切机构等。

（3）变换构件的形态。

（4）扩大转动副的尺寸，演化成偏心轮机构2。

分类原则平面铰链四杆机构是平面四连杆机构中最有代表意义的一种。其分类在许多文献中远没有包括机构的全部类型，且没有严格的分类法。这样，带来的问题是：对该机构认识不全面；影响机构的实用。

分类原则如下：

(1)从根到枝逐步细化；

(2)根、枝隶属关系明确，避免一个枝从属两个根，每个根要自有特点；

(3)从根分出的枝要遵循枝之间不得衍生。

总结采用较为合理的分类原则，分析得到了平面铰链四杆机构所有十六种运动特性不同的机构。这不仅对平面铰链四杆机构有了全面的认识，便于工程实用，而且也便于对这类机构进行计算机编程识别3。