主体机构运动线图设计与分析 图 5 如图所示为该步行装置的运动简图 BC=CD=CE BC:AD:AB=1:0.78:0.35 取 CD=CE=BC=a,AD=0.78a,AB=0.35a AB 杆角速度为 W1，将以上数当做已知量带入下面矢量方程中，最后得到的 E 点 的速度和加速度是关于 x 的函数，参数是 w1 和 a，根据人走路的实际速度和频 率取 w1=1rad／s，a=1m，故得 BC=CD=CE=1m,AD=0.78,AB=0.35m，得到的速度和 加速度图。 由于脚力会随着轨迹而变，并且和皮带的装配位置有很大关系，用动态静平 衡的方法分析各杆件受力复杂，未知参数多，会使理论的值与实际的受力相差较 大，故适宜采用实验的方法将一受力感应器装在机构上与皮带接触的那点即始终 保持垂直的杆的底端，进行调试直到得到合适的脚力。 用复数矢量法求 E 点的速度和加速度 将各干设为矢量，则该机构的复数矢量方程为 1 2 4 即 i i   e e       3 2 4 i i   e e       1 3 3 展开该式，实部和虚部分别为     sin  3 1 i  e  1 i  e  2 2 sin  2  2 3 1 （1）  1 sin 3 

3 4 2  2  cos cos      3 从而得到 E 点的复数矢量方程 i  e 2 e   将（2）式对时间求导得   i  1 2 5 1   1 cos  1 （2）  2  a  i  sin  2 2 2    2 2 1 1 1  Ev Ea      cos 2 2 a a           sin 2 cos a        cos 2  cos 2 a 2 cos a   sin  i  sin sin 2   a 2 2 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2 2 1 1 2 1 1  2 通 过 MATLAB 软 件 可 得 到 速 度 与 加 速 大 小 随 原 动 件 的 变 化 曲线 MATLAB 代码为： close all; x=linspace(0,2*pi,100); a=1; w1=1; x2=2*atan((0.7*sin(x)-sqrt(0.49*sin(x).^2+0.2*cos(x).^2+2-1.386*cos(x) ))./(1.246*cos(x)-2.3309)); x3=2*atan((0.7*sin(x)-sqrt(0.49*sin(x).^2+0.2*cos(x).^2+2-1.386*cos(x) ))./(0.154*cos(x)-0.87)); w2=-(0.35*w1*sin(x-x3))./(sin(x2-x3)); w3=(0.35*w1*sin(x-x2))./(sin(x3-x2)); e2=-(w1^2*0.35*a*cos(x-x3)+1*a*w2.^2.*cos(x2-x3)-1*a*w3.^2)./(1*a*sin (x2-x3)); v=sqrt((2*a*w2.*cos(x2)+0.35*a*w1*cos(x)).^2+(0.35*a*w1*sin(x)+2*a*w2. *sin(x2)).^2); ae=sqrt((2*a*e2.*cos(x2)-2*a*w2.^2.*sin(x2)-0.35*a*w1^2*sin(x)).^2+(0. 35*a*w1^2*cos(x)+2*a*w2.^2.*cos(x2)-2*a*e2.*sin(x2)).^2); 

plot(x,v,x,ae);