[發(fā)明專利]基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410335750.4
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104091512A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉雪松;朱立坤;韓旭;吳韻婷;孫錫亮;范元勛;陶衛(wèi)軍
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及教學(xué)教具技術(shù)領(lǐng)域，具體而言涉及一種基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的用于推桿運動規(guī)律演示系統(tǒng)演示系統(tǒng)多是大型的凸輪機構(gòu)動態(tài)測試實驗臺，該實驗臺采用了步進(jìn)電機驅(qū)動系統(tǒng)和高精度光柵尺測量系統(tǒng)可以測量出凸輪的真實運動軌跡及推桿每角度的運動位移，通過手工或計算機軟件可以繪出凸輪的真實廓線及推桿的速度、加速度。而凸輪輪廓形成原理的演示系統(tǒng)幾乎是空白的。

對于凸輪機構(gòu)動態(tài)測試實驗臺存在如下不足：(1)實驗臺整體尺寸大，質(zhì)量重，不易攜帶，只能安放在專用的實驗室內(nèi)；(2)實驗臺只能測量凸輪機構(gòu)中相關(guān)運動參數(shù)及繪制凸輪的真實廓線，并沒有將凸輪廓線的推導(dǎo)原理——凸輪反轉(zhuǎn)法實現(xiàn)。(3)實驗臺能進(jìn)行多種類型凸輪的轉(zhuǎn)換，但不能實現(xiàn)平、擺動從動件的轉(zhuǎn)換。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置，通過凸輪正轉(zhuǎn)得到推桿運動規(guī)律和根據(jù)反轉(zhuǎn)法原理由推桿運動規(guī)律反求凸輪廓線，基于差動輪系機構(gòu)實現(xiàn)兩種情況的轉(zhuǎn)換和比較，真實展現(xiàn)凸輪反轉(zhuǎn)法原理。

本發(fā)明的上述目的通過獨立權(quán)利要求的技術(shù)特征實現(xiàn)，從屬權(quán)利要求以另選或有利的方式發(fā)展獨立權(quán)利要求的技術(shù)特征。

為達(dá)成上述目的，本發(fā)明所采用的的技術(shù)方案如下：

一種基于差動輪系的推桿運動及凸輪輪廓形成演示裝置，包括前板，后板，底座，底板和主軸，其中：

前板上設(shè)置有雙聯(lián)行星輪，在工作時，該前板作為雙聯(lián)行星輪的行星架，雙聯(lián)行星輪作為行星輪；

前板上設(shè)置有第一導(dǎo)軌-和定位滾子，后板上設(shè)置有與第一導(dǎo)軌-配合的第二導(dǎo)軌(-)和與定位滾子配合的滾子槽，第一導(dǎo)軌-與第二導(dǎo)軌-配合限定相對平動，滾子槽與定位滾子配合從而實現(xiàn)前板和后板的軸向定位；

前板上還設(shè)置有齒條和扇形齒，齒條在前板的階梯槽內(nèi)滑動，且齒條和扇形齒嚙合；齒條的一端裝有曲線畫筆/模板滾子，其上固定連接以平動推桿，平動推桿上安裝有模板滾子/曲線畫筆，曲線畫筆和模板滾子的相異組合；

后板上設(shè)置有模板導(dǎo)軌，一曲線模板和曲線畫板插入在該模板導(dǎo)軌內(nèi)并固定，其中一模板導(dǎo)軌上標(biāo)有基圓大小刻度，另一模板導(dǎo)軌導(dǎo)軌上設(shè)置有大頭螺釘用于固定曲線模板或曲線畫板；

曲線模板上設(shè)置有一滾子槽位，前述齒條上設(shè)置有滾子，滾子可在所述曲線模板的滾子槽位內(nèi)運動，實現(xiàn)齒條的上下平動；

底板作為整個裝置的支撐架，其上裝有直角架，并與所述底座相固聯(lián)，最終實現(xiàn)穩(wěn)定的支撐；

底板上安裝有步進(jìn)電機，電機的輸出軸上安裝有一蝸桿和一聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的另一端與一個梅花把手相固聯(lián)，渦桿與一渦輪配合，進(jìn)而驅(qū)動后續(xù)機構(gòu)；

主軸為一個空心軸，內(nèi)部設(shè)置一根芯軸，依次安裝有第二太陽輪，第一太陽輪，軸承，渦輪，軸承，第二太陽輪可在主軸上自由轉(zhuǎn)動，第一太陽輪和渦輪均通過緊定螺釘與主軸固聯(lián)，渦輪與電機輸出軸上的蝸桿嚙合，將電機輸出的轉(zhuǎn)動傳遞到主軸上；

芯軸的一端安裝有止推軸承，通過壓緊止推軸承實現(xiàn)主軸和芯軸在底板上的軸向定位；

芯軸通過螺紋連接與載物臺固聯(lián)，載物臺通過螺釘與第二太陽輪固聯(lián)，如此實現(xiàn)芯軸與第二太陽輪固聯(lián)；

后板上設(shè)置有齒條，齒條與第二太陽輪嚙合，實現(xiàn)后板的驅(qū)動；

載物臺外表面貼有鐵皮，凸輪通過定位銷與載物臺配合，同時凸輪內(nèi)部嵌入多個磁鐵，用于將凸輪固定在載物臺上；

芯軸的另一端通過圓柱銷與芯軸卡子固聯(lián)，通過杠桿卡緊芯軸卡子；

第二太陽輪的一端凸臺上設(shè)置有軸承，該軸承外圈與前板配合，該軸承支撐前板的部分重量；

第一太陽輪的另一端凸臺上設(shè)置有另一軸承，該軸承外圈與后板配合，該軸承支撐后板的部分重量；

所述主軸上的軸承與一固定軸承組合使用，使主軸在后板上定位；

底板上設(shè)置有轉(zhuǎn)換舵機，舵機輸出軸固聯(lián)前述杠桿，杠桿的一端通過銷軸滑動副與一Y型接頭相連，Y型接頭上過盈配合一插軸，插軸插入前板的定位孔即可固定前板；杠桿的另一端卡入芯軸卡子使芯軸卡緊；

底板上設(shè)置有控制電路，用于驅(qū)動所述步進(jìn)電機和轉(zhuǎn)換舵機。

進(jìn)一步的實施例中，所述底板上的控制電路為基于單片機控制的編程電路。

進(jìn)一步的實施例中，所述底板上的控制電路中包括一無線遙控接收設(shè)備，用于接收遙控控制信號。

由以上本發(fā)明的技術(shù)方案可知，本發(fā)明的有益效果在于：