TC-PJC型平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意組合及參數(shù)可視化分析實(shí)驗(yàn)臺(tái)

一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、機(jī)構(gòu)系統(tǒng)創(chuàng)新拼裝設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：可靈活拼裝18種以上各種平面?zhèn)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)，拼裝的機(jī)構(gòu)能保證配合精度，運(yùn)動(dòng)靈活，無卡滯和干涉現(xiàn)象；

2、基本平面機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)可視化分析實(shí)驗(yàn)：可檢測(cè)各種平面機(jī)構(gòu)活動(dòng)構(gòu)件的位移、速度和加速度，并通過計(jì)算機(jī)顯示運(yùn)動(dòng)曲線；通過對(duì)構(gòu)件運(yùn)動(dòng)曲線的分析可了解機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)狀況，進(jìn)而對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與裝配調(diào)整；

3、課外活動(dòng)中的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)：利用該機(jī)械平臺(tái)使用者可自行設(shè)計(jì)增添構(gòu)件拼裝新的機(jī)構(gòu)。

二、性能特點(diǎn)：

1、可檢測(cè)任意機(jī)構(gòu)活動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析；

2、可利用實(shí)驗(yàn)臺(tái)配套軟件對(duì)桿機(jī)構(gòu)及凸輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)曲線模擬；

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

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

5、本實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電機(jī)調(diào)速可通過軟件控制調(diào)節(jié)，無須手動(dòng)調(diào)節(jié)，顯示面板采用液晶顯示，相關(guān)運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)原理：

1、桿組的概念：由于平面機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件是機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件數(shù)目與機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)目相等，因此機(jī)構(gòu)均由機(jī)架、原動(dòng)件和自由度為零的從動(dòng)件系統(tǒng)通過運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接而成，將從動(dòng)件系統(tǒng)拆成若干個(gè)不可再分的自由度為零的運(yùn)動(dòng)鏈，稱為基本桿組，簡(jiǎn)稱桿組。 根據(jù)桿組的定義組成平面機(jī)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(shí)即可獲得單件低副桿組，當(dāng)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(yùn)動(dòng)副數(shù)的組合為：N=2，4，6…，P₅₌3，6，9…最簡(jiǎn)單的桿組為N=2，P₅=3，稱為II級(jí)組，由于桿組中轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副的配置不同，II級(jí)組共有五種形式；

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

四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟：

1、從機(jī)構(gòu)中拆出桿組具有三個(gè)步驟：

  1）先去掉機(jī)構(gòu)中的局部自由度和虛約束；

  2）計(jì)算機(jī)構(gòu)的自由度，確定原動(dòng)件；

  3）從遠(yuǎn)離原動(dòng)件的一端開始拆分桿組，每次拆分時(shí)，要求先試著拆分II級(jí)組，沒有II級(jí)組時(shí)，再拆分III級(jí)組等高一級(jí)組，最后剩下原動(dòng)件和機(jī)架。

拆組是否正確的判定方法是：拆去一個(gè)桿組或一系列桿組后，剩余的必須是一個(gè)完整的機(jī)構(gòu)或若干個(gè)與機(jī)架相聯(lián)的原動(dòng)件，不能有不成組的零散構(gòu)件或運(yùn)動(dòng)副存在；全部桿組拆完后，只應(yīng)當(dāng)剩下與機(jī)架相聯(lián)的原動(dòng)件。

2、正確拼裝桿組及其機(jī)構(gòu)：

將機(jī)構(gòu)創(chuàng)新模型中的桿組，根據(jù)給定的運(yùn)動(dòng)學(xué)尺寸，在平板上試拼機(jī)構(gòu)。拼接時(shí)，首先要分層，一方面是為了使各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)在相互平行的平面內(nèi)進(jìn)行，另一方面是為了避免各構(gòu)件間的運(yùn)動(dòng)發(fā)生干涉，因此，這一點(diǎn)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(jī)架上去。桿組內(nèi)和構(gòu)件之間的聯(lián)接已由機(jī)構(gòu)創(chuàng)新模型提供。

3、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：

  1）在熟悉撐握了上述有關(guān)內(nèi)容后，實(shí)驗(yàn)即可進(jìn)行。在機(jī)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(dòng)機(jī)架上手輪試轉(zhuǎn)動(dòng)靈活否，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)老師檢查后，才能拼裝上電機(jī)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)；

  2）實(shí)驗(yàn)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(jī)構(gòu)組裝方案，可供實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇方案參數(shù)，老師和同學(xué)們可根據(jù)自己設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行拼裝。 

五、主要技術(shù)參數(shù)：

1、直流電機(jī)功率：125W；

2、工作轉(zhuǎn)速：0-200 rpm；

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

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

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

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

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

6、帶傳動(dòng)傳動(dòng)比為1：1.5；

7、鏈傳動(dòng)傳動(dòng)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。