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证明:珀塞利埃连杆机构 (Peaucellier–Lipkin linkage)终点轨迹是直线。

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发表于 2022-6-19 08:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
证明:珀塞利埃连杆机构 (Peaucellier–Lipkin linkage)P轨迹是直线。



问题背景:工业上需要实现加工器具的直线运动,而精确直线机构的实现,需要理论上的支持。 在连杆系统领域中,有一个困扰人类近百年的难题——利用连杆系统是否能画出直线来?当时看来,这个问题是如此的困难,以至于人们普遍猜测甚至试图去证明,能画出直线的连杆压根儿是不存在的。 1864 年法国海军军官 Charles-Nicolas Peaucellier 发明了第一个能画出直线的连杆系统,在当时引起了极大的轰动。
珀塞利耶连杆机构由7根直杆组成,图1中,AB=AE,PC=PD=DE=CE,即四边形PCED是菱形。BC=BD.A,B在同一水平直线上,A,B为固定点,其余节点可以移动。
1,证明:P点轨迹是直线。
2,计算机模拟珀塞利耶连杆机构系统。(代码,动态图像视频)

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 楼主| 发表于 2022-6-19 08:19 | 显示全部楼层
本帖最后由 Nicolas2050 于 2022-6-19 09:26 编辑

3,证明为什么连杆机构可以画出抛物线,椭圆等曲线?
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发表于 2022-6-19 09:13 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2022-6-19 18:08 | 显示全部楼层
珀塞利埃连杆机构python模拟的动态截图

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 楼主| 发表于 2022-6-20 05:48 | 显示全部楼层
波氏连杆机构是毕业于巴黎综合理工学院的法国海军军官 Charles-Nicolas Peaucellier (1832-1912)发明的。不过发明后的十几年里,波氏连杆机构并没有得到什么关注。到了1871年,俄罗斯圣彼得堡大学的一个学生 Lipman Lipkin 也独立发明了这个有趣的直线运动机构,引起了轰动。


活塞头就需要波氏连杆机构。波氏连杆机构在蒸汽机的改良中也起到了重要作用。因为波氏连杆机构的出现,能够进行直线运动的机械臂也成为了可能。
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