李世文 王力强 潘鑫 谭积明 翰林 李国和

摘要：本文通过一个设计案例，论述如何利用Matlab 进行机构的参数化设计，并应用于实际作品中。理论联系实践，首先进行机构整体设计，用数学公式推理出各参数的关系，再进行数学建模，综合考虑各参数对运动的影响，进行合理优化，完成参数化设计。

关键词：曲柄摇杆;参数化设计;数学建模;实践

中图分类号：U463                                     文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）05-0204-03

0  引言

Matlab是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、量化金融与风险管理、机器人、控制系统等领域，应用十分广泛。对于产品设计，通常需要结合实践经验进行总体设计，选择合理的机构、传动形式、运动部件等，对于零部件具体尺寸、传动比等则需要经过准确的计算。对于同系列同类型的设计通常采用一个方案，对其中部分零件做优化设计，从而满足不同场合，不同条件下的应用。比如大家熟悉的曲柄摇杆机构，通过改变其中一个杆长或几个杆长同时改变，其输出轨迹会有很大差异。而这些杆长微小的变化不能全靠经验，需要进行准确的计算，并进行轨迹验证，这就需要利用一款分析计算软件结合设计实践经验，进行合理的优化设计。本文以一个实际案例介绍其具体应用。

1  总体设计

总体设计就是结合实际需要实现相应功能，设计及选择合理的机械结构，组合成一个完整的运动机构。本案例中需要设计一款纯机械的三轮可越障的小车，要求小车有转向功能，对比几种常用机构，选择曲柄摇杆机构作为转向机构，如图1所示。……