[發明專利]一種機械凸輪與電子凸輪性能對比教學系統

在審

• 申請號: 201610066795.5
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105513486A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 李樹軍;許磊;鄧強;吳瓊;鞏云鵬
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

技術領域

本發明屬于機械工程技術領域，具體涉及一種機械凸輪與電子凸輪性能對比教學系統。

背景技術

凸輪機構是機械工程領域重要傳動形式之一，保證從動件實現要求的運動規律是凸輪機 構參數設計的關鍵；因此，在機械類課程的教學過程中，借助于凸輪機構教具闡述其設計理 論，使學生深入理解其運動特性并開拓設計思路具有重要意義，但現有的凸輪教具還有很大 的局限性，不能滿足現代機械工程教學的需要。

例如授權公告號為CN204102452U的“一種直動從動件凸輪機構教具”，雖然其能演示 多種形式從動件的運動規律，但是此教具形式單一，因為只有一種廓線，所以只有一種運動 規律，要實現不同的運動規律，就要重新加工新的凸輪，非常繁瑣。

申請公布號為CN102825196A的“一種新型電子凸輪機構”，雖然此種電子凸輪結構新 穎，但是應用于教學上，因為沒有傳統機械凸輪作對比，不能給學生這樣一種清晰的認識- 電子凸輪和機械凸輪各自的適應工況是什么，它們何時可以互換。

綜上所述，現有凸輪教學裝置只是運動形式的演示，因一種凸輪廓線只能對應一種運動 規律，要改變運動規律，就必須加工新的凸輪，費時費力、成本較高；電子凸輪與機械凸輪 從動件的運動規律有何差異、各適用于何種工況、何種條件下可以互換均是需要深入研究的 課題，而對于現有的電子凸輪，由于缺少機械凸輪作對比，難以使學生對其適用性有清晰準 確的認識。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種機械凸輪與電子凸輪性能對比教學系統，以達到 拓展學生視野、增強學生創新意識、方便課堂教學和對知識點的理解的目的。

一種機械凸輪與電子凸輪性能對比教學系統，該系統包括擺動凸輪性能對比器、直動凸 輪性能對比器、控制器和PC端；

所述擺動凸輪對比器包括第一山字形支架、第一步進電機、第二步進電機、第一凸輪、 從動件連接件、機械擺動凸輪從動件、電子擺動凸輪從動件和第一傳感器；所述第一山字形 支架的一側豎直架設置有用于控制機械擺動凸輪從動件運動的第一步進電機，第一步進電機 的輸出軸設置有第一凸輪，第一凸輪上設置有從動件連接件，從動件連接件與機械擺動凸輪 從動件的一端相連接，機械擺動凸輪從動件的另一端與第一山字形支架的中間豎直架相連接； 第一山字形支架的另一側豎直架設置有用于控制電子擺動凸輪從動件運動的第二步進電機， 第二步進電機的輸出軸設置有與PC端相連接的第一傳感器和電子擺動凸輪從動件；

所述直動凸輪對比器包括第二山字形支架、直動步進電機、第三步進電機、第二凸輪、 機械直動凸輪從動件、電子直動凸輪從動件、第一支撐件、第二支撐件和第二傳感器；所述 第二山字形支架的一側豎直架設置有用于控制電子直動凸輪從動件運動的直動步進電機，直 動步進電機的螺旋桿的上部設置有第一支撐件，第一支撐件的上端設置有電子直動凸輪從動 件，電子直動凸輪從動件的頂端設置有與PC端相連接的第二傳感器；第二山字形支架的另 一側豎直架設置有用于控制第二凸輪運動的第三步進電機，第三步進電機的輸出軸設置有第 二凸輪，第二凸輪的上端設置有第二支撐件，第二支撐件的上端設置有機械直動凸輪從動件。

所述控制器包括驅動器、單片機和電源；所述驅動器的輸入端連接單片機，輸出端連接 第一步進電機、第二步進電機、第三步進電機和直動步進電機，所述電源為驅動器和單片機 供電。

所述機械直動凸輪從動件和電子直動凸輪從動件大小相等，相互平行設置并且高度相等。

所述機械擺動凸輪從動件和電子擺動凸輪從動件大小相等并且相互平行設置。

所述第一傳感器采用角度傳感器。

所述第二傳感器采用加速度傳感器。

本發明的優點：

本發明提供一種機械凸輪與電子凸輪性能對比教學系統，將傳統的機械凸輪機構與電子 凸輪機構集成于一體，在機械課堂中，引入了電子凸輪的概念，只需要改變控制參數，就可 以走出不同的凸輪廓線，可以拓展學生視野和對知識點的理解，增強學生的創新意識，了解 電子凸輪的優越性，可以避免學生在實際設計過程中不分工況，盲目的使用電子凸輪代替機 械凸輪，也方便教師課堂教學，為凸輪及其它機構方案設計提供了新的思路；本系統便于攜 帶，具有非常好的實用價值；本教學系統的相關電子凸輪技術可以廣泛應用于實際工業生產 中，能夠使工業生產提高效率，節省成本，實現技術的最大價值。

附圖說明