四杆机构 · 运动实验室

参数预设

标准曲柄摇杆

调整任意杆长，即进入自定义参数

杆长

范围 0.5–12.0

L1机架

L2输入杆 / 曲柄

L3连杆

L4输出杆 / 摇杆

连杆点 P

AP / AB = 0.50

A · 输入端B · 输出端

显示轨迹

P 可沿连杆任选位置。改变杆长、点位或输入角后，轨迹自动重新记录。

从长度到运动
固定 O₂、O₄，观察输入角 θ₂ 如何影响输出角 θ₄ 与 P 点轨迹。几何模型不计算摩擦、载荷或驱动力。

角度与临界位置说明

角度均相对水平向右、逆时针为正。μ 为连杆与输出杆之间的锐角。长度使用统一的相对单位。

不能整周转动时，L2 在当前可达区间内往返；端点处换向是演示约定，不代表真实驱动规律。Grashof 等号表示变位点，实际装配支路可能不唯一。

机构类型 / 固定 L1

曲柄摇杆

Grashof · s + l 与 p + q

9.0 < 10.0

满足整周转动条件

L2 输入L3 连杆L4 输出P 轨迹

输入角 θ₂

40.0°

输出角 θ₄

—

传动角 μ

—

P 坐标 (x, y)

—

拖动输入角 · 拖动时暂停40.0°

速度45°/s

机构组成

黄色上部杆组

绿色四杆联动

腿部夹具与滚轮

黄色轴套 F · 铁杆固定轴

F 的位置固定，黄色三角件与右侧绿色长杆可绕它转动，带动下方 AB 与假肢整体运动。

比例方案

抬腿增强

基础方案取自可见铰点；增强方案在附近调整杆长和偏心距，让抬起与回摆更明显。

驱动偏心距 e0.95

0.30 · 小幅摆动1.20 · 大幅摆动

e 是电机轴 S 到驱动点 C 的距离。圆盘外半径 1.85；增大 e 才会改变运动幅度。

显示与轨迹

显示滚轮中心轨迹显示点位名称显示腿部外形

AB、底部支架与假肢为一个刚体
安装座与 AB 对齐；膝部弯曲、小腿向侧方偏出，脚踝和滚轮随整条腿一起摆动。F 是黄色固定轴套。采用相对尺寸，尚未完成实物标定。

查看结构与角度约定

F 对应右侧绿色长杆顶端的黄色轴套孔，由铁杆与机架固定。约束的是轴心位置，杆件仍可绕轴转动。黄色三角件 F–U–T 与右侧绿色杆 F–Q–B 带动 F–U–A–B 四杆闭环。S 是示意驱动轴，C 是偏心输入点。

三角板按网页标号记为 T–U–F。φ 为输入轴相位，驱动按顺时针转动；β 为右侧绿杆偏离竖直向下的角度，向右为正。R 是滚轮中心。读数使用相对单位，不能当作实物测量结果。台高按当前参数的最低轮缘设置，周期内保持固定；间隙为轮缘到台面的垂直距离。最低点相切，其余相位允许离台，不计算接触力或摩擦。膝部为固定弯曲外形，未假设独立屈伸关节。

假肢机构 / 联动示意

从杆组到腿部运动

调整杆件比例，观察假肢抬起与回摆

二维运动学模型
尺寸与隐藏连接未标定

输入相位 φ

35.0°

绿杆摆角 β

—

轮缘离台间隙

—

R 坐标 (x, y)

—

拖动输入相位 · 拖动时暂停35.0°

转速8 rpm

台面在一个周期内固定；最低点相切，其余相位显示离台间隙。