Восьмизвенная навеска - Eight-bar linkage

Strandbeest Янсенса
Тео Янсен кинетическая скульптура Strandbeest. Ветровая шагающая машина.

An восьмизвенная навеска это одна степень свободы механизм который состоит из восьми звеньев и 10 шарниров.[1] Эти связи редки по сравнению с четырехтактный и шестиконечные рычаги, но два хорошо известных примера - это Звено Peaucellier и связь, разработанная Тео Янсеном для его шагающих машин.

Связь Поселье-Липкина:
полосы одинакового цвета имеют одинаковую длину

Классификация восьмизвенных рычагов

Восьмистрочные связи классифицируются по количеству двоичных, тройных и четвертичных связей, которые они имеют. Бинарное звено соединяет два сустава, тройное звено соединяет три сустава, а четверное звено соединяет четыре сустава. Существует три класса восьмизвенной связи, обозначенных (4, 4, 0, 0), (5, 2, 1, 0) и (6, 0, 2, 0), которые различаются по количеству двоичных, тройных и четвертичных ссылки, когда читаются слева направо --- последний ноль традиционно добавляется к метке класса, хотя восьмистрочная связь не имеет пятизначной ссылки.[2]

Существует шестнадцать различных топологий восьми стержневых связей, которые отличаются своей неизоморфностью. графики связей. Из этих 16 топологий девять находятся в классе (4, 4, 0, 0), пять - в (5, 2, 1, 0) и две - в (6, 0, 2, 0).

Связь Peaucellier

В Звено Peaucellier (или же Клетка Peaucellier – Lipkin, или же Peaucellier – Lipkin Inversor) представляет собой восьмизвенный рычажный механизм, состоящий из шарнирных соединений, который проходит по прямой линии от поворотного входа. Он назван в честь Шарль-Николя Поселье (1832–1913), офицер французской армии, и Йом Тов Липман Липкин (1846–1876), а Литовский еврей и сын знаменитого раввина Исраэль Салантер.[3][4]

Эта связь явно состоит из восьми стержней, если считать, что рама на земле считается стержнем. В Критерий Чебышева – Грюблера – Куцбаха. показывает, что восьмизвенная связь должна иметь десять шарниров с одинарной степенью свободы, в то время как рычажная система Поселье имеет только шесть шарнирных соединений. Для решения этой проблемы необходимо отметить, что каждое из четырех шарнирных соединений соединяет три стержня. Это считается частным случаем двух стыков, находящихся в одном месте. Таким образом, шесть плюс четыре обеспечивают 10 суставов с одной степенью свободы.

Тяга Peaucellier представляет собой (4, 4, 0, 0) восьмизубчатую связь, что означает, что четыре штанги имеют два шарнира, а четыре штанги имеют три шарнира.

Анимация одной ноги Strandbeest Тео Янсена

Связь Янсена

Восемь стержней рычажного механизма Янсена, включая основную раму, легко идентифицируются и включают в себя два треугольных звена. В этом случае легко идентифицируются только семь из 10 шарнирных соединений. Однако есть три сустава, которые соединяют три звена. Первый - это конец кривошипа, второй - второй стержень, а третий - одна сторона треугольника, образующего нижнюю часть. Разделение этих перекрывающихся суставов дает три дополнительных сустава, поэтому получается 10 суставов с одной степенью свободы.

Соединение Янсена относится к типу (5, 2, 1, 0), поскольку верхнее треугольное звено поддерживает четыре шарнира, два из которых перекрываются в заземляющем соединении, нижнее треугольное звено и входной кривошип соединяют три шарнира и являются тройными звеньями. Остальные пять звеньев, включая наземное звено, являются двоичными.

Рекомендации

  1. ^ Дж. М. Маккарти и Г. С. Со, Геометрический дизайн связей, 2-е издание, Springer 2010 г.
  2. ^ Цай, Лунг-Вэнь (19 сентября 2000 г.). Л. В. Цай, Конструкция механизма: перечисление кинематических структур по функциям, CRC Press, 2000. ISBN  9781420058420. Получено 2013-06-13.
  3. ^ «Математическое руководство по связи Поселье – Липкина». Kmoddl.library.cornell.edu. Получено 2011-12-06.
  4. ^ Таймина, Дайна. «Как нарисовать прямую. Дайна Таймина». Kmoddl.library.cornell.edu. Получено 2011-12-06.

внешняя ссылка