[實用新型]一種用于研究平面四桿機構動態特性的實驗裝置

有效

• 申請號: 201721024930.6
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN209607276U
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 王興東;陳波;孔建益;曾鏞;郭東生;劉源泂;劉懷廣;孫偉
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本實用新型涉及一種用于研究平面四桿機構動態特性的實驗裝置。其技術方案是，該實驗裝置能實現四連桿機構和曲柄滑塊機構間相互轉換。滑塊（3）固定在導軌（2）上，曲柄（9）、連桿（7）和搖桿（5）通過對應的第一旋轉副（8）、第二旋轉副（6）和第三旋轉副（4）組成四連桿機構；拆去四連桿機構中的搖桿（5），滑塊（3）的套筒軸裝入連桿（7）的套筒，滑塊（3）與導軌（2）松開，組成曲柄滑塊機構。每個旋轉副的間隙通過改變各自套筒的內徑實現，移動副（11）的間隙通過改變襯板（13）的厚度實現。本實用新型結構簡單和機構轉換方便，能實現旋轉副和移動副間隙的靈活調整，從而能準確測試旋轉副和移動副的間隙對平面四桿機構動態特性的影響。

技術領域

本實用新型屬于平面四桿機構實驗裝置。具體涉及一種用于研究平面四桿機構動態特性的實驗裝置。

背景技術

平面四桿機構是機床、機器人甚至航空航天領域廣泛使用的核心機構，牛頭刨床、六自由度并聯機器人以及衛星天線的結構都是基于四桿機構而設計的，平面四桿機構的研究程度直接影響到航空航天、制造業等的質量。現在的機床、機器人、航天機構之間的桿件連接都需要旋轉副、移動副，這些運動副間必然存在的間隙，對機構的動態特性、執行部分的精度、穩定性有很大影響。

基于上述原因，很多學者都利用四桿機構的實驗平臺研究平面四連桿機構，當前廣泛使用的實驗平臺主要以曲柄滑塊機構的形式出現，樣式單一，只能研究曲柄滑塊機構；旋轉副間隙是通過改變銷軸連接處軸的外徑或者孔的內徑加以實現的，移動副間隙是通過改變滑塊或者導軌的尺寸，所以，每次改變間隙值都需要加工更換不同的桿件，這樣不僅安裝更換麻煩，還會增加加工成本。

發明內容

本實用新型旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種結構簡單、機構轉換方便的用于研究平面四桿機構動態特性的實驗裝置，該實驗裝置能準確測試旋轉副和移動副的間隙對平面四桿機構動態特性的影響。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：所述實驗裝置為四連桿機構和曲柄滑塊機構間相互轉換的裝置。

所述實驗裝置包括電機、曲柄、連桿、搖桿、滑塊和導軌。所述曲柄的兩端設有套筒軸，兩個套筒軸的軸線均與曲柄的中心線垂直；所述連桿的兩端對稱地固定有套筒孔，兩個套筒孔的孔中心線均與連桿的中心線垂直；所述搖桿的一端設有套筒孔，搖桿的另一端固定有套筒軸，套筒軸的軸線和套筒孔的中心線均與搖桿的中心線垂直。所述滑塊為長方體與套筒軸組成的整體，長方體的中心位置處開有矩形通孔，矩形通孔的孔中心線與長方體的長邊平行，套筒軸水平地固定于長方體的側面，套筒軸的軸線與矩形通孔的中心線垂直，長方體的上平面和下平面對稱地開有兩個與矩形通孔相通的豎直螺孔，四個豎直螺孔中心線均與矩形通孔中心線垂直且相交。

連桿7兩端的套筒孔和搖桿一端的套筒孔均裝有套筒，每個套筒孔的孔徑相同，套筒孔孔徑為25～35mm，套筒孔孔徑與套筒外徑的名義尺寸相同；曲柄兩端的套筒軸和搖桿另一端的套筒軸的軸徑相同，每個套筒的內壁與套筒軸的間隙為0～2mm。

所述四連桿機構的結構是：曲柄一端的套筒軸與電機的輸出軸通過聯軸器軸連接，曲柄另一端的套筒軸裝入連桿一端的套筒內，搖桿一端的套筒軸裝入連桿另一端的套筒內，滑塊的套筒軸裝入搖桿另一端的套筒內；導軌穿過滑塊的矩形通孔，螺栓通過滑塊的豎直螺孔將滑塊固定在導軌上。

所述曲柄滑塊機構是：在四連桿機構的結構基礎上，拆去搖桿，滑塊的套筒軸裝入連桿另一端的套筒內；松開擰在滑塊豎直螺孔的螺栓，滑塊與導軌活動連接。

滑塊的矩形通孔的四面與導軌的間隙均為2mm，矩形通孔的四面分別固定有襯板，每個襯板的厚度相同，厚度為0～2mm。

所述導軌的兩端水平地固定在導軌支座上。