机构的叠加组合（运动独立式）是机构组合理论的重要组成部分，是机构创新设计的重要途径。机构叠加组合是指在一个机构的可动构件上再安装一个以上机构的组合方式。其中，支撑其他机构的机构称为基础机构，安装在基础机构可动构件上面的机构称为附加机构。进行多次叠加时，前一个机构即为后一个机构的基础机构。

机构叠加组合可分为Ⅰ型叠加机构和Ⅱ型叠加机构。Ⅰ型叠加机构的示意图如图3-16所示，在此组合中，驱动力作用在附加机构上（或者说主动机构为附加机构，或由附加机构输入运动）。附加机构在驱动基础机构运动的同时，也可以有自己的运动输出。附加机构安装在基础机构的可动构件上，同时附加机构的输出构件驱动基础机构的某个构件。Ⅱ型叠加机构示意图如图3-17所示，此组合中，附加机构和基础机构分别有各自的动力源（或有各自的运动输入构件），最后由附加机构输出运动。

图3-16 Ⅰ型叠加机构

图3-17 Ⅱ型叠加机构

1.Ⅰ型叠加示例

基础机构为行星轮系机构，附加机构为蜗杆传动机构，即在轮系系杆上叠加蜗杆机构，如图3-18所示。在此组合中，蜗杆传动机构安装在行星轮系机构的系杆H上，由蜗轮给行星轮提供输入运动，带动系杆缓慢转动。附加机构驱动扇叶转动，并通过基础机构的运动实现附加机构360°全方位慢速转动。该机构可设计出理想的电风扇，扇叶转数可通过电动机调速调整。附加机构的机架（基础机构的系杆）转动速度为，其中，n1为电动机转数，nH为系杆转数。调整齿轮的齿数可改变附加机构机架的转数。

图3-18 Ⅰ型叠加示例（蜗杆传动机构）

z1—蜗杆；z2—蜗轮；z3，z4—齿轮

电扇也可通过齿轮机构和连杆机构叠加或者齿轮机构与齿轮机构叠加实现。如基础机构为连杆机构（ABCD四杆机构），附加机构为齿轮机构（1、2组成的蜗轮-蜗杆机构），如图3-19（a）所示。

齿轮与齿轮机构叠加如图3-19（b）所示，其中附加机构为齿轮l/2/3/系杆h组成的轮系，基础机构为齿轮4/5/系杆H组成的行星轮系。附加机构的系杆h与基础机构的齿轮4连接，实现附加机构向基础机构的运动传递。

图3-19 Ⅰ型叠加示例（齿轮传动机构）

2.Ⅱ型叠加示例(www.daowen.com)

如图3-20所示的户外摄影车机构和图3-21所示的机械手机构都属于Ⅱ型叠加。图3-20中两个液压缸都有单独的主动输入，通过基础机构ABCD以及附属机构CDEF后（其中AD为其关联构件），有一个统一的输出即平台EF的运动。图3-21中基础机构和附加机构相同，且都有主动输入（伺服电机），抓取手指为统一的输出。

图3-20 Ⅱ型叠加示例（户外摄影车机构）

图3-21 Ⅱ型叠加示例（机械手机构）

机构叠加组合的关键问题为：①确定附加机构与基础机构之间的运动传递，或者附加机构的输出构件与基础机构的哪一个构件连接；②动力源安装位置；③连接方式。

Ⅰ型叠加较复杂，但有规律可循。如齿轮（附加）+连杆（基础）时，连接点在输出齿轮和输入连杆上。如齿轮（附加）+行星轮系（基础）时，可把附加机构安置在基础轮系机构的系杆上，附加机构的齿轮或系杆与基础机构的齿轮连接即可。

对Ⅱ型叠加来说，动力源在基础机构或附加机构的可动构件上，驱动附加机构中的可动构件，按附加机构数量依次连接即可。Ⅱ型叠加机构间的连接方式较为简单，且规律性强，应用最为普遍。

机构叠加组合成的新机构具有很多优点，可实现复杂的运动要求，机构的传力性能较好，可减小传动功率，但设计构思难度较大。叠加组合方法为创建叠加机构提供了理论基础。

机构叠加组合的基本思路为：

（1）任意两个自由度的机构均可作为基础机构，而单自由度的机构则可作为附加封闭机构。

常见的基础机构主要有五杆机构和差动轮系机构，附加封闭机构可以是齿轮机构、凸轮机构和四杆机构，有时也用间歇运动机构作为封闭机构。如基础机构为连杆机构，封闭机构可为连杆机构、齿轮机构、凸轮机构和槽轮组合机构等，这时可组成连杆-连杆组合机构、连杆-齿轮组合机构、连杆-凸轮组合机构、连杆-槽轮组合机构等。

（2）附加封闭机构封闭基础机构的两个输入构件或两个输出构件的方式简便易行，应用最为广泛。

（3）附加封闭机构封闭基础机构的一个输入构件和一个输出构件，把输出运动再反馈回输入构件。

叠加杆组法、串联机构法、并联机构法和叠加机构法形成的机构系统是机构的组合系统，在该系统中，各基本机构均保持原有特性，其分析与综合方法也与原基本机构相同。

机构的封闭式组合将导致形成组合机构。组合机构中的各基本机构不能单独进行分析与综合，必须在一个整体机构系统的环境中考虑基本机构的分析与综合。这是组合机构与机构组合的不同点。