一種自由度可變的連桿機構實驗臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種自由度可變的連桿機構實驗臺，屬于機械運動，機械原理領域。
【背景技術】
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[0002]在機械運動中，我們常常可以看到“可變自由度機構”，即機構的自由度在工作過程中是可以變化的。機械運動的一些機構往往給人以很“巧妙”的感覺，這是因為其中應用了可變自由度的緣故。機構具有確定運動的充分必要條件是:原動件數=機構自由度，若原動件數小于機構自由度，則從動件的運動是不確定的，若原動件數大于機構自由度，則機構將受到破壞，或者有些原動件失去驅動作用而被拖動。因此設計機器時，一般都要使原動件數等于機構自由度。大多數機器的機構自由度都等于1，而自由度在工作過程中自始至終是不變的。只要給機器一個原動件，就可使機器正常運轉。為了滿足某種特殊工作需求，機構的自由度是變化的。
[0003]由于現有連桿機構實驗臺產品只能完成一個自由度的實驗，自由度可變的連桿機構實驗臺，將機構自由度從I個提升至3個，1-3自由度之間任意改變，使實驗臺具有多功能，一臺多用，各個功能自動轉換。
【發明內容】
[0004]本發明專利要解決的技術問題是只能完成一個自由度的機械運動實驗，自由度可變的連桿機構實驗臺，將機構自由度從I個提升至3個，1-3自由度之間任意改變。
【附圖說明】
[0005]圖1:一種自由度可變的連桿機構實驗臺。
[0006]圖2:—種I到3自由度可變機構原理圖。
【具體實施方式】
[0007]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。本發明專利是將機構自由度從I個提升至3個，1-3自由度之間任意改變。本發明專利由86步進電機⑴、86步進電機⑵、齒輪(3)、絲桿(4)、57步進電機(5)、螺母(6)、第二連桿(7)、第一連桿(8)、滑塊(9)、第三連桿(10)、第四連桿(11)組成。
[0008]—自由度
[0009]在將右邊的第一連桿⑶、第二連桿(7)、第三連桿(10)合為一桿，驅動86步進電機(I)運動，使機構轉換為單曲柄滑塊機構。其自由度有:F = 3n-2PL-PH = 3*3_2*4 = I。
[0010]二自由度
[0011]此機構用于演示二自由度曲柄滑塊功能的同時還可以實現激振機構功能，連曲柄AB即第四連桿(11)與曲柄CD即第一連桿⑶分別由受控電機帶動作為原動件，第二連桿(7)和第三連桿(10)合為連桿BC，滑塊(9)視為振動臺在導軌上做往復運動，振幅較大，可滿足學生振動實驗要求。
[0012]五連桿機構可在原雙曲柄滑塊機構的基礎上加入一連桿，同時將振動臺與絲桿連接，并通過電機固定在導軌上得到。給定兩連架桿AB、DE為原動件，兩原動件的運動分別由兩臺步進電機控制，而步進電機考慮由單片機來控可演示當兩原動件輸入相同或不同轉數機構的運動狀況。其自由度:F = 3n-2PL-PH = 3*4_2*5_0 = 2，自由度大于O且等于原動件的數目。滿足運動鏈成為機構的條件要求。
[0013]三自由度
[0014]在五連桿由兩電機基礎上控制的基礎上增加一 57步進電機(5)控制AE之間的長度，第三電機通過絲桿(4)、螺母(6)調節AE之間的距離，其自由度有:
[0015]F = 3n-2PL-PH = 3*5_2*6 = 3，自由度大于O且等于原動件的數目。滿足運動鏈成為機構的條件要求。
【主權項】
1.本發明專利一種自由度可變的連桿機構實驗臺是將機構自由度從I個提升至3個，1-3自由度之間任意改變。2.本發明專利由兩個86步進電機、齒輪、絲桿、57步進電機、螺母、第二連桿、第一連桿、滑塊、第三連桿、第四連桿等組成，通過連桿之間的變化，連續在一個實驗臺上實現機械自由度的教學演示，使實驗臺具有多功能，一臺多用，各個功能自動轉換。
【專利摘要】本發明要解決的技術問題是只能完成一個自由度的機械運動實驗，本自由度可變的連桿機構實驗臺，將機構自由度從1個提升至3個，1-3自由度之間任意改變。利用連桿之間的關系，連續在一個實驗臺上實現機械自由度的教學演示。本發明公開一種自由度可變的連桿機構實驗臺具有自由度的切換自如，利于教學演示等特點，使實驗臺具有多功能，一臺多用，各個功能自動轉換。
【IPC分類】G09B25/02
【公開號】CN104933941
【申請號】CN201410717878
【發明人】張鐵異, 方宇, 陶思源, 雷發兵, 肖雨鳳, 張琦, 王慧鑫, 劉振, 姚順宇
【申請人】廣西大學
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2014年12月2日