TC-PJC型平面機構(gòu)創(chuàng)意組合及參數(shù)可視化分析實驗臺

一、實驗內(nèi)容：

1、機構(gòu)系統(tǒng)創(chuàng)新拼裝設(shè)計實驗：可靈活拼裝18種以上各種平面?zhèn)鲃訖C構(gòu)，拼裝的機構(gòu)能保證配合精度，運動靈活，無卡滯和干涉現(xiàn)象；

2、基本平面機構(gòu)運動參數(shù)可視化分析實驗：可檢測各種平面機構(gòu)活動構(gòu)件的位移、速度和加速度，并通過計算機顯示運動曲線；通過對構(gòu)件運動曲線的分析可了解機構(gòu)運動規(guī)律及機構(gòu)運動狀況，進而對機構(gòu)進行重新設(shè)計與裝配調(diào)整；

3、課外活動中的機構(gòu)創(chuàng)新實驗：利用該機械平臺使用者可自行設(shè)計增添構(gòu)件拼裝新的機構(gòu)。

二、性能特點：

1、可檢測任意機構(gòu)活動構(gòu)件的運動規(guī)律和進行機構(gòu)分析；

2、可利用實驗臺配套軟件對桿機構(gòu)及凸輪機構(gòu)進行虛擬設(shè)計和運動曲線模擬；

3、測試系統(tǒng)采用先進的單片機測試方式，以串口通訊，測試數(shù)據(jù)精度高、速度快、性能穩(wěn)定；

4、在機械及軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計時考慮到了開放性的特點，為用戶增添新的功能提供了方便；

5、本實驗臺的電機調(diào)速可通過軟件控制調(diào)節(jié)，無須手動調(diào)節(jié)，顯示面板采用液晶顯示，相關(guān)運動曲線，參數(shù)均可在液晶面板上顯示，數(shù)據(jù)穩(wěn)定，操作方便。

三、實驗原理：

1、桿組的概念：由于平面機構(gòu)具有確定運動的條件是機構(gòu)的原動件數(shù)目與機構(gòu)的自由度數(shù)目相等，因此機構(gòu)均由機架、原動件和自由度為零的從動件系統(tǒng)通過運動副聯(lián)接而成，將從動件系統(tǒng)拆成若干個不可再分的自由度為零的運動鏈，稱為基本桿組，簡稱桿組。 根據(jù)桿組的定義組成平面機構(gòu)桿組的條件是：F=3N-2P₅-P₄ 其中構(gòu)件數(shù)N，低副數(shù)P₅高副數(shù)P₄都必須是整數(shù)。由此可以獲得各種類型的桿組。N=1，P₅=1，P₄=0時即可獲得單件低副桿組，當P₄=0，稱之為低副桿，即F=3N-2P₅-0因此，滿足上式的構(gòu)件數(shù)和運動副數(shù)的組合為：N=2，4，6…，P₅₌3，6，9…最簡單的桿組為N=2，P₅=3，稱為II級組，由于桿組中轉(zhuǎn)動副和移動副的配置不同，II級組共有五種形式；

2、機構(gòu)的組成原理：根據(jù)如上所述，可將機構(gòu)的組成原理概述為：任何平面機構(gòu)均可以用零自由度的桿組依次連接到原動件和機架上去的方法來組成。這是本實驗的基本原理。

四、實驗方法與步驟：

1、從機構(gòu)中拆出桿組具有三個步驟：

  1）先去掉機構(gòu)中的局部自由度和虛約束；

  2）計算機構(gòu)的自由度，確定原動件；

  3）從遠離原動件的一端開始拆分桿組，每次拆分時，要求先試著拆分II級組，沒有II級組時，再拆分III級組等高一級組，最后剩下原動件和機架。

拆組是否正確的判定方法是：拆去一個桿組或一系列桿組后，剩余的必須是一個完整的機構(gòu)或若干個與機架相聯(lián)的原動件，不能有不成組的零散構(gòu)件或運動副存在；全部桿組拆完后，只應(yīng)當剩下與機架相聯(lián)的原動件。

2、正確拼裝桿組及其機構(gòu)：

將機構(gòu)創(chuàng)新模型中的桿組，根據(jù)給定的運動學尺寸，在平板上試拼機構(gòu)。拼接時，首先要分層，一方面是為了使各構(gòu)件的運動在相互平行的平面內(nèi)進行，另一方面是為了避免各構(gòu)件間的運動發(fā)生干涉，因此，這一點是至關(guān)重要的。

試拼之后，從最里層裝起，依次將各桿組聯(lián)接到機架上去。桿組內(nèi)和構(gòu)件之間的聯(lián)接已由機構(gòu)創(chuàng)新模型提供。

3、實驗注意事項：

  1）在熟悉撐握了上述有關(guān)內(nèi)容后，實驗即可進行。在機架上先按層次從里到外，分層拼裝，拼裝完成后，再檢查各層次是否在同一平面，有無干涉現(xiàn)象發(fā)生，并搖動機架上手輪試轉(zhuǎn)動靈活否，經(jīng)過實驗老師檢查后，才能拼裝上電機實現(xiàn)電動；

  2）實驗結(jié)束后，按步驟分層次拆除零件，并在擦拭干凈后涂上防銹油，歸放原處妥善保管；

  3）本說明書提供了部分機構(gòu)組裝方案，可供實驗時選擇方案參數(shù)，老師和同學們可根據(jù)自己設(shè)計的方案進行拼裝。 

五、主要技術(shù)參數(shù)：

1、直流電機功率：125W；

2、工作轉(zhuǎn)速：0-200 rpm；

3、光柵角位移傳感器一個：GFJ-7-5V/1000P，轉(zhuǎn)速：1000柵/轉(zhuǎn)；

4、直線位移傳感器一個：WYDC-200L，量程L=200mm，精度：0.5%；

5、連桿在132-316mm范圍內(nèi)有級可調(diào)；安裝孔間距：23mm；

  導(dǎo)桿在220-266mm范圍內(nèi)有級可調(diào)；安裝孔間距：23mm；

  搖桿在156-219mm范圍內(nèi)有級可調(diào)；安裝孔間距：23mm；

6、帶傳動傳動比為1：1.5；

7、鏈傳動傳動比為1：1；

8、齒輪有三種：m=2  Z1=25  Z2=75  Z3=100；

9、外形尺寸： 1140×600×1360mm；

10、重量：85k。