Представление механизма в виде структурных групп зависит от расположения входа (входного звена). Если перенести вход в механизме, то изменится его структура. Структурное преобразование состоит в условном перенесении входов, целью которого является упрощение структуры механизма.
Рассмотрим механизм, представленный на рис.1.24,
а. Если в качестве входного звена выбрать звено
DF, то весь механизм разобьется на три структурные группы: однозвенную одноподвижную (звено
DF со вращательной КП), диаду ВВВ (звенья
CD и
CE с тремя вращательными КП) и еще одну диаду ВВВ (звенья
ОА и
АВ с тремя вращательными парами). Граф структуры преобразованного механизма представлен на рис. 1.24,
б. В результате структурного преобразования мы условно избавились от громоздкой четырехзвенной группы, заменив ее на две диады.
При исследовании механизмов с несколькими степенями подвижности часто используется структурное преобразование, называемое, по предложению проф. М.З.Коловского, структурной инверсией. При структурной инверсии выходные координаты механизма (координаты рабочих органов) рассматриваются как входные, а обобщенные координаты входных звеньев и пар – как выходные.
Рассмотрим пример. На рис.1.25,
а представлена схема плоской платформы. Число степеней подвижности по формуле Чебышева
Wп =3×(6–1) –2×6=3. Следовательно, в механизме надо задать три входа:
q1,
q2,
q3. В случае, если эти входы заданы так, как показано на рисунке, механизм распадается на следующие структурные группы: две однозвенные одноподвижные (звенья
ОА и
DE с вращательными КП) и одну трехзвенную одноподвижную (звенья
АВ,
ВС,
CD с четырьмя вращательными КП). Граф структуры такого механизма показан на рис.1.25,
б. Выходными координатами в этом случае являются координаты некоторой точки
М звена
ВС и угол наклона этого звена j. Выполним структурную инверсию механизма. Примем координаты
хм,
ум, j за входные, а обобщенные координаты
q1,
q2,
q3 – за выходные. Тогда структура механизма изменится, а граф структуры будет таким, как показано на рис. 1.25,
в: к стойке присоединена однозвенная трёхподвижная группа (звено ВС:
W =3×1–0=3), которая связана с двумя группами Ассура типа ВВВ (диады, включающие в себя звенья
ОА и
АВ с одной стороны, и
CD и
DE – с другой). Тем самым мы понизили максимальное число звеньев в структурных группах с трех до двух.