连续转动如何变成往复摆动

机架 AD 固定。主动曲柄 AB 绕 A 整周转动，经连杆 BC 传递运动，使摇杆 CD 绕固定点 D 往复摆动。四根刚性构件通过 A、B、C、D 四个转动副连接。

橙色点 P 位于连杆 BC 的中点，随连杆作平面一般运动，其封闭轨迹显示在模型与运动分析中。

可整周转动的杆长条件

本场景采用曲柄 a 为唯一最短杆、与固定地杆 d 相邻的非奇异曲柄摇杆机构。满足严格 Grashof 条件 s + l < p + q；软件同时检验整个回转周期内两个约束圆始终相交。

当杆长接近共线变化点时，速度求解会变得敏感。本场景保留 0.5 mm 的几何余量，拒绝奇异或无法整周转动的组合。

模型的物理含义

长度单位为 mm，时间为 s，角度显示为 °，输入转速为 rpm。曲柄按设定转速逆时针匀速转动，所有曲线与三维模型共享同一组几何解。

这是理想刚体运动学仿真：不包含质量、摩擦、载荷、弹性变形或碰撞动力学。视觉厚度与轴向间隔用于展示装配，机构求解在 XY 平面内完成。

爆炸拆解仅改变各构件的轴向展示位置，不改变杆长、运动轨迹和求解结果。暂停后可以拖动曲柄位置或单步观察。

典型应用

雨刮驱动、往复摆动执行装置等，都可利用曲柄摇杆机构将连续旋转转化为周期摆动。

位置闭环

a = AB，b = BC，c = DC，d = AD；θ、β、φ 分别为曲柄、连杆、摇杆相对 +X 轴的角度。

A = (0, 0)，D = (d, 0)，B = (a cos θ, a sin θ)。C 为以 B、D 为圆心、b、c 为半径的圆交点，保持同一装配支路。

整周装配校验

速度方程

n 为输入转速 rpm。公式内部使用弧度，图表将 φ̇ 转换为 °/s。

位移与轨迹

单步推进 Δθ = 1°，对应 Δt = (π / 180) / ω。每次改变输入参数，仿真计时归零，曲柄位置和运行状态保持不变。曲线始终使用 θ = 0° 作为周期参考。