·236 北京科技大学学报 第35卷 以底座与后连杆铰接点B0为坐标原点建立图 拐点JA和JB分别是PAo和PB与拐圆的 4所示直角坐标系，设定初始参数：在采高区内选 交点.J点坐标解析式为 定掩护梁与顶梁铰接点C的位置(xc,c)及方向 角(-/2≤B≤π/2)，由铅垂方向逆时针转至理 IJa To+aas +a5; (5) 想直线所在方向线，B角取正值，反之B角取负值， yJA=y0-a4+a1a5 如图4所示位置B角为负，结合底座结构给定前连 式中，a1=(gP-yAo)/(xp-EAn),a2=An- 杆与底座铰接点A0(xAo,yAo.设计要求确定动铰 a1cAo'a3=a+1,a4=-(a1t0-y0+a2)/ag,a5= 点A和B,使得连杆点C沿设定的方向走一段近 ±√D2/4a3-a匠.改变a5符号可得到两组值，应取 似直线 非P点作为JA点值，计算JB点时仅把上式中xA0 和yA0换为B0点坐标xB0、B0即可. 根据几何关系式(4)，在Ao、P和JA点确定 后可计算出动铰点A的坐标： IA ZJA nz/(mc +2nr), (G) UA yJa +n/(my +2ny). 式中， B m:IJA -IAo my YJA-A; nI IP TJAT ny =VP -yJA. B 同理，由B0、P和JB三点可确定第四点B.各铰 图4支架四连杆机构综合模型 点依次相连即得到连杆点位于给定点C处的机构 Fig.4 Model of mechanism synthesis 位形AaB0BAC. 若设定后连杆BoB所在直线相对于x轴（机 由上述求解过程可知，通过改变连架杆BoB相 架)的方位角为9，其取值区间为(B,B+),由x 对于x轴的方位角日与拐圆位置角Y的取值可产 轴逆时针转至BB线，日角取正值，反之0角取负 生无穷多的近似直线机构供设计者选择，但这些机 值，则极点P的位置即可确定.极点P为连架杆 构并不都是工程实用的，甚至大部分不可用1到，有 BB方向线与过C点给定直线法线的交点，其坐 必要作进一步的性能分析帮助设计者预见性能变化 标为 趋势 tan B.xc -yc -tan0 CBo +yBo tan B-tan0 3机构寻优算法 3P= -tan0.yc+tan Btan0(cc-Bo)+tan B.y8o 3.1构建直线导路机构解域 tan 3-tan 定义机构解域是综合所得全部含拐点近似直 极点P和连杆点C必在拐圆上，拐圆的圆 线机构解的集合，解域横坐标取为后连杆B0B方 心O可在PC中垂线上任意选取.CP线与CO 位角0，取值范围(-3，元一)，纵坐标取为拐圆位 线间夹角称为拐圆位置角，记为，其取值区间为 置角Y(∈(-π/2，/2)，则有限解域上的每点与一 个近似直线机构建立一一映射关系 (-π/2，π/2)，并规定CP线逆时转至CO线为正， 3.2基于可行机构解域寻优 则拐圆直径D=CP·cosY,圆心O点坐标表示为 根据液压支架的实际使用工况及工作性能，需 To xc D cos(n+7)/2, 考虑以下约束条件 yo yc Dsin(n+7)/2. (I)支架调高范围：[Hmim,Hmax: (2)梁端运动轨迹要求：支架升降过程中，掩护 式中，n是矢量CP相对于x轴的转角，n∈(0,2m), 梁与顶梁铰接点C运动方向与铅垂线间夹角3≤ 其值由tan刀=p-C确定 TP -TC [Amax];