四杆机构因其连杆曲线的多样性在工程机械方面得到广泛应用,根据设计要求实现已知轨迹的运动。四杆机构具有明显的局限性,当机构的各个参数确定后,连杆上的一个定点只能完成一个固定的轨迹。现代机械对机构的柔性设计要求越来越高,一套机构只完成一个单一的生产动作已经不能满足现代机构的设计要求。四杆机构也需要进行改进和优化。为了更好的适应现代机械的发展现状,提升四杆机构的应用空间,课题提出了对四杆机构进行多个参数变化的研究。在四杆机构运动过程中控制三个参数变化,实现连杆上的定点多轨迹运动,并控制连杆的位姿。课题以鲍鱼的去壳取肉为应用实例,控制刀具沿着鲍鱼内壳进行剖切运动,并控制刀具的剖切角度,机构以双摇杆机构实现上述目标。变参四杆机构的三个变化参数分别是左摇杆的转角、连杆长度和右摇杆长度,在左摇杆转动过程中控制连杆和右摇杆的长度变化,以实现剖切过程中对刀具剖切轨迹和剖切角度的控制。课题具体的研究工作如下:(1)位姿控制变参数四杆机构的总体方案设计。根据课题要求确定整个课题的总体设计流程;完成整个机构的控制方案设计。(2)位姿控制变参数四杆机构数学模型的建立。确定机构的输入变量和输出结果,建立数学模型。建立左摇杆转角和执行点坐标、连杆摆角的函数关系,建立右摇杆长度和左摇杆转角、连杆摆角、连杆长度的函数关系。(3)鲍鱼剖切轨迹的离散处理。获取鲍鱼的最佳剖切路径,进行坐标转换,确定鲍鱼的剖切轨迹方程。采用Matlab软件对剖切轨迹进行离散处理。(4)位姿控制变参数四杆机构的Simulink建模与仿真。根据前面建立的函数关系,建立左摇杆转角函数和右摇杆长度函数的Simulink模型。通过仿真获得剖切过程中各个参数的控制数据,调整离散密度。(5)位姿控制变参数四杆机构的三维结构设计和建模。用Solidworks软件对变参数四杆机构进行结构设计和仿真分析,验证结构设计的合理性。计算轨迹误差和连杆位姿误差。(6)控制数据的输入与仿真分析。将控制数据输入步进电机的驱动器中,一个电机控制左摇杆的转动,实现已知轨迹;另两个步进电机通过丝杠螺母副结构控制连杆和右摇杆的长度变化,连杆和右摇杆的插补运动实现对连杆位姿的控制。在Solidworks环境下仿真,分析刀具的运动轨迹和角位移,验证数据的正确性。