[發明專利]一種運動機構教學研究實驗裝置

在審

• 申請號: 201610885198.5
• 申請日: 2016-09-28
• 公開（公告）號: CN107871434A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種運動機構教學研究實驗裝置，屬于機械原理技術領域。

背景技術：

常規的平面連桿機構包括平面四連桿機構：曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構以及它們的演化形式和多連桿機構，它不僅用在眾多工農業機械和工程機械中得到廣泛應用，而且在諸如人造衛星太陽能板的展開機構，機械手的傳動機構，人體假肢等方面都有應用。因此在機械原理、機械設計等教學中視為重點內容，但是在已形成的機構教學實驗裝置產品中，所有的機構都具有確定的運動，無法應用于教學演示及研究運動不確定機構，在機械教學研究實驗中缺乏運動不確定機構實驗臺。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠實現平面連桿機構不確定運動的教學實驗裝置。本發明采用以下技術方案解決上述技術問題：第一連桿、第二連桿、第三連桿與第四連桿依次以鉸鏈相連接，第一連桿通過聯軸器與第一受控電機相連接，由第一受控電機驅動，第四連桿通過可伸縮十字萬向聯軸器及齒輪與第二個受控電機相連接，由第二受控電機驅動，其中，A點固定，E點在滑塊上，滑塊E可以在導軌上做往復運動；第一電機和第二電機的轉速及轉角由第一光學編碼器和第二光學編碼器測出，通過控制第一電機和第二電機的轉動及調整兩個電機的相位差，實現原動件輸入的控制。本發明機構實驗裝置的連桿機構其原動件數小于機構的自由度數，在運動過程無確定的運動規律和軌跡，可以應用于教學實驗以及產生隨機運動的科學研究。

附圖說明

圖1：實驗裝置的結構示意圖。

圖2：實驗裝置的機構原理圖。

具體實施方式

本發明的第一連桿18、第二連桿17、第三連桿14與第四連桿15依次以鉸鏈相連接，第一連桿18通過聯軸器由兩軸承座19、21支撐的第一軸20與第一受控電機22相連接，由第一電機22驅動，第三連桿14通過可伸縮十字萬向聯軸器9、齒輪3、4、7，由軸承座2、8支撐與第二個受控電機1相連接，由第二電機1驅動，其中，A點固定，E點在滑塊16上，滑塊16可以沿導軌11做往復運動；第一受控電機22和第二受控電機1的轉速及轉角由第一光學編碼器23和第二光學編碼器6測出，通過控制第一電機22和第二電機1的轉動并調整兩個電機的相位差，實現原動件輸入的控制。

第一受控電機22和第二受控電機1分別驅動第一連桿18和第四連桿15，第一連桿18和第四連桿15的轉速可以分別獨立控制，滑塊16可以左右移動；當滑塊16與絲桿螺母12分離沒有固定連接以及第一連桿18與第四連桿15分別由第一電機22與第二電機1驅動時，該機構的原動件數為2，自由度數為3，原動件數少于自由度數，第一連桿18、第二連桿17、第三連桿14、第四連桿15及滑塊16的運動不確定，無確定的運動規律和軌跡，可以應用于教學實驗以及產生隨機運動的科學研究。

本發明當絲桿螺母12由螺栓13與滑塊16固連時，利用第三電機10驅動絲桿螺母12，增加1個原動件，原動件數增加到3，使機構的原動件數等于自由度數，第一連桿18、第二連桿17、第三連桿14、第四連桿15及滑塊16又將以確定的規律運動。可以方便地實現機構在確定的運動狀態及不確定的運動狀態之間的轉換。

本發明當分離斷開第一軸20與第一受控電機22的連接或齒輪3與第二個受控電機1的連接或滑塊16與絲桿螺母12的固定連接，減少1個原動件，使機構的原動件數為2，第一連桿18、第二連桿17、第三連桿14、第四連桿15及滑塊16又將進行不確定的運動，可以方便地實現機構在確定的運動狀態及不確定的運動狀態之間的轉換。

本發明當滑塊1.6直接固定在導軌上時，可改變該機構的自由度數，減少1個自由度，機構的自由度數減少到2，使機構的原動件數等于自由度數，第一連桿18、第二連桿17、第三連桿14、第四連桿15及滑塊16又將以確定的規律運動。可以方便地實現機構在確定的運動狀態及不確定的運動狀態之間的轉換。

本發明方便地實現了機構在確定的運動狀態及不確定的運動狀態之間的轉換可以便于開展不確定的運動的機構特性、確定的運動及不確定的運動機構之間的轉換關系實驗研究，為研究確定的運動機構在原動件失效后轉化為不確定的運動機構的事故預防及處理的科研提供實驗手段。