DB-LG21 三维机构创新设计及运动分析实验台

实验台外观图（仅供参考具体以实物为准）

一、 实验台特点
1、思维超前
三维机构创新设计及运动分析实验台根据创造性思维原理和机构组成原理设计，是新一代综合性智能化实验测试设备。学生通过机械原理、机械设计和机械创新设计学习所萌发的创造性思维可以从本实验台上得以实现。并通过与电子和控制设备的紧密结合，本实验台还可作为机电专业、自动化等专业的学生学习检测技术、工程控制技术、程序设计的实验设备，可谓是一机多用。
2、虚拟设计
为了方便教学环节，体现现代三维CAD/CAE技术在机械专业教学中的重要地位，全面培养学生创新意识和动手能力，实验台在软件上提供了一个三维虚拟设计的平台。学生可以通过简明易用的界面将自己的创新思维，创新设计立即在这个虚拟平台上装配出来，生成三维装配效果图。虚拟平台融入了先进的CAE技术，使得学生能够将自己装配的虚拟机以动画的形式进行机构运动分析和验证。虚拟机还提供了对机构传动中各个参数的虚拟仪器测试，直接以曲线图的方式显示出来，可让学生通过真实装配后测出的数据和虚拟仪器的数据进行比较，得到一个实际工程和理论计算之间差异的感性认识，为进一步学习打下基础。
3、重基础遵原理
通过三维机构创新设计及运动分析实验台拼装实验，学生可进一步掌握机构组成原理，熟悉杆组概念学会计算机构自由度并判断机构是否有确定的运动，通过对软件上显示的运动规律曲线进行定量的分析得到运动件各主要参数对机构运动规律的影响，为学习机械创新设计打下良好的基础。
4、方案齐全、多学科融合
本三维机构创新设计及运动分析实验台既有组成机构的低副杆组、高副杆组及组成这些杆组的各构件、机架和其他辅助连接件等。也有机械传动等内容，可拼装连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、间歇运动机构、带传动、链传动、蜗轮蜗杆传动以及由它们组合成的性能各异、平面的、空间的机械传动系统，培养了学生机械传动方案的设计能力。实验台使用高精度的传感器，使得在机械平台的基础上，组成各种工程控制的实验，比如通过组合机构不同输入输出的测定，计算系统传递函数，作为了解自动控制系统组成的平台，可实现多种闭环系统的实验。多学科的交叉融合在本实验台上能够得到良好的体现。
5、运动学分析
本三维机构创新设计及运动分析实验台可以测试原动件和执行构件以及中间任意构件的位移、速度、加速度。无论构件是转动还是移动，计算机都能准确地反应这些机构的参数，对已知机构的运动参数进行验证分析；也可测试创新机构的运动参数，为动力学分析提供依据；它实际上可以取代所有市场上凸轮机构、连杆机构、棘轮机构、槽轮机构、万向联轴节等各种平面机构运动参数测定实验台，为实验室节约大批资金和宝贵的实验场地。
6、三维空间
三维机构创新设计及运动分析实验台滑杆采用纵向可拆卸立柱，可转动偏心套夹紧滑块使运动副位置改变和方向改变,以及增减非常方便，灵活、巧妙的设计，使拼装在三维空间内进行，即可拼装平面机构，也可拼装如圆锥齿轮、蜗轮蜗杆、螺旋齿轮、空间连杆机构等。空间机构传动系统层次分明。增减立柱适用不同复杂程度机构的需要，机构简单时，不会有多余的立柱妨碍装配动作和遮挡学生视线。
7、巧妙利用力学原理
实验台支承采用偏心夹紧原理固定方法极为巧妙，既方便又可靠，为实验节省了大量时间；零部件之间的互换性良好，装拆方便、快速，连接简单可靠，效率高。
8、追求细节，综合设计
为了使实验台的装配高度满足人体所需的最佳位置，本实验台进行了精心的设计。从实验台的整体设计上纳入人机工学中的省工原理、美学、结构优化、智能化设计，造型美观。
9、服务周到
随实验台配备使用说明书、实验指导书和实验指导光盘,随机所有实验用工具。对于虚拟实验机的用户本公司网站上提供及时更新的动画，虚拟样机的下载，支持对软件的升级。
二、 所开实验
1、机械原理课程设计
2、空间、平面机构组合创新实验
3、机构组成原理拼装实验
4、组合机构的运动分析实验
5、铰链四杆机构的基本型式和特性实验.
6、铰链四杆机构的演化实验.
7、实践性教学环节中、传动系统方案的拼装实验
8、机构运动的参数测定实验
本实验台除了可以拼装典型的四杆机构、曲柄滑块机构、曲柄摇杆机构、导杆机构、凸轮机构、槽轮机构、齿轮机构、定轴轮系、棘轮机构、链轮机构外,还可结合万向连轴节可以拼装50种以上的组合方案,为学生创新设计和二次开发提供了一个完美平台。另一方面，系统提供的软件平台有着良好的交互性，除了提供虚拟设计平台外，软件有一套数据分析系统，能够得到直观、系统的实验数据和曲线，正是这一特点使得本实验台在机电、自动控制这一交叉学科领域有着广阔的应用。具体实验方案请参考随机的实验指导书.
三、 基本配置
3.1 组合机架
如下图3.1:

图3.1组合机架的三维效果图
1、底座  2、角铁  3、方立柱  4、M20螺母(垫)  5、横梁
6、横梁偏心套(大偏心套)  7、横梁滑块   8、圆立柱  9、立柱偏心套(小偏心套)
10、立柱滑块  11、立柱固定滑块  12、减速电机
组合机架是实验的主体，由底座、框架、立柱和滑块组成。底座采用铸件，造型美观，刚性好；框架镀铬，结构符合美学原理；立柱和滑块装拆方便，移动灵活；它们在不同的位置组合，使得运动副位置可在框架的三维空间内随意改变。

3.7 带传动
带传动放在高速级采用V带传动
3.8 链传动
直径不同两链轮及相关链条08A
3.9 输入、输出的转角和位移数采装置
测试主动件回转副和所有从动件的回转副、移动副的位移，输入计算机得出速度、加速度的实时曲线和实时采集数据。
*注：为了装配方便，可在各个参与实验的零部件上打印号，打印号编码轴类零件Z**，齿轮C**,其他盘类P**,杆类G**，部件B**。各部件详细的打印号见零部件清单。
四、 装配实例
4.1 虚拟装配实例

五、 实验系统
5.1 实验系统组成
本实验的实验系统框图如下图5.1所示,它由以下设备组成:

图5.1 实验系统框图

(1)三维机构---可参照所提供的实验光盘、相关典型机构装配图,也可根据学生自行设计方案;
(2)同步脉冲发生器(光栅角位移传感器);
(3)3DMC-Ⅱ型数据采集箱(单片机检测系统);
5.2 实验机构主要技术参数
(1)精密光栅角位移传感器2个：
PSB-1000P/360P  测从动件
PIB-360P   测主动件
(2)3DMC-Ⅱ实验仪（单片机测试系统）
(3)直流电机额定功率:    60W
(4)电机调速范围:   电机调速为数控方式,可以通过控制面板按钮调节或通过计算机软件控制,调速范围为0-80r/min;
(5)电源        220V/50HZ
(6)实验台尺寸:       长×宽×高=1100×500×100
(7)实验桌尺寸:       长×宽×高=1120×600×700
零部件清单：