本實(shí)用新型涉及一種三維機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

背景技術(shù)：

機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新屬于高校機(jī)械類專業(yè)機(jī)械原理學(xué)重要范疇，它主要研究各種機(jī)器中常用的一些機(jī)構(gòu)（如連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)等）的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力性能，以及它們的設(shè)計(jì)方法，研究各種機(jī)構(gòu)和機(jī)器所具有的一般共性問(wèn)題，現(xiàn)市場(chǎng)上出現(xiàn)了多種平面機(jī)構(gòu)創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)臺(tái)和創(chuàng)新組合模型。但都有以下缺點(diǎn)：（1）完全局限于簡(jiǎn)單平面機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；（2）只能給定幾種常見的典型機(jī)構(gòu)拼裝，無(wú)法突破讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)和發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性；（3）支架本身剛度和固緊力不夠造成零部件容易掉落；（4）提供運(yùn)動(dòng)副的支承調(diào)節(jié)困難、易卡死、裝配需多人合作，費(fèi)力費(fèi)時(shí)；（5）電機(jī)固定在底板上，使得部分拼裝方案不能實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種三維、多方案、固緊可靠、拼裝方便的三維機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案：三維機(jī)構(gòu)組合創(chuàng)新及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括底座，所述底座的兩端分別設(shè)有立柱，所述立柱上設(shè)有橫梁，所述橫梁上一系列滑塊，所述滑塊可沿橫梁移動(dòng)和繞橫梁轉(zhuǎn)動(dòng)，所述滑塊上設(shè)有圓立柱，所述圓立柱上設(shè)有固定滑塊，所述固定滑塊可沿圓立柱移動(dòng)和繞圓立柱轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步，所述立柱為方立柱。

進(jìn)一步，所述方立柱分別通過(guò)前支撐腳、后支撐腳與底座固定連接。

進(jìn)一步，所述滑塊為5組。

進(jìn)一步，每根圓立柱上設(shè)有2組固定滑塊。

進(jìn)一步，所述固定滑塊均設(shè)有偏心套、頸卡；所述滑塊的結(jié)構(gòu)同固定滑塊。

進(jìn)一步，所述固定滑塊上還安裝有一根圓立柱，或者固定滑塊之間通過(guò)圓立柱連接裝配。

本實(shí)用新型的技術(shù)原理：

三維機(jī)架，即主體支撐構(gòu)件（滑塊、圓立柱、固定滑塊）可在X-Y、X-Z、Y-Z平面內(nèi)任意移動(dòng)；

滑塊安裝在橫梁上，滑塊可在橫梁上沿X軸來(lái)回移動(dòng)并可沿X-Z平面旋轉(zhuǎn)，通過(guò)鎖緊滑塊上的偏心套即可將滑塊與橫梁固緊在一起；圓立柱可穿過(guò)滑塊Z軸方向上的孔同樣采用偏心套鎖緊即可固定圓立柱，在圓立柱上增加固定滑塊即可安裝Z軸方向的圓立柱。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:①所有構(gòu)件可在三維空間內(nèi)任意位置、任意方向拼裝；②采用偏心套固緊，空間楔形的偏心套具有極好的省力和自鎖功能，可以保證被固定構(gòu)件（包括電機(jī)）絕不松動(dòng)滑落；③固定滑塊上可安裝電機(jī)，電機(jī)隨固定滑塊而動(dòng)，三維空間內(nèi)任意拼裝構(gòu)件，通用化設(shè)計(jì)一個(gè)構(gòu)件多種用途，多個(gè)構(gòu)件同一配合尺寸特點(diǎn)，使得本實(shí)驗(yàn)臺(tái)拼裝方案較市面實(shí)驗(yàn)臺(tái)成倍增加；④滑塊在單根圓立柱上滑動(dòng)，受形位公差影響較小，不會(huì)卡死，拼裝靈活、方便；⑤立柱為圓截面，滑塊成方形，使加工工藝得以改善；⑥機(jī)構(gòu)采用組件，減少拼裝動(dòng)作，節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間；⑦便于數(shù)據(jù)采集裝置安裝，可測(cè)試任意軸端的直線運(yùn)動(dòng)參數(shù)，使得本實(shí)用新型可以取代市面上單機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

附圖說(shuō)明

圖1 為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2 為圖1所示實(shí)施例的另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3 為圖1所示實(shí)施例的固定滑塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4 為圖3所示固定滑塊的某一工作狀態(tài)示意圖；

圖5 為圖1所示齒輪齒條數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例

參照附圖，本實(shí)施例包括底座1，所述底座1的兩端上部分別設(shè)有方立柱4，所述方立柱4上設(shè)有橫梁9，所述橫梁9上一系列滑塊10，所述滑塊10可沿橫梁9移動(dòng)和繞橫梁9轉(zhuǎn)動(dòng)，所述滑塊10上設(shè)有圓立柱11，所述圓立柱11上設(shè)有固定滑塊12，所述固定滑塊12可沿圓立柱11移動(dòng)和繞圓立柱11轉(zhuǎn)動(dòng)。

本實(shí)施例中，所述方立柱4分別通過(guò)前支撐腳2、后支撐腳3與底座1固定連接。

本實(shí)施例中，所述滑塊10為5組。

本實(shí)施例中，每根圓立柱11上設(shè)有2組固定滑塊12。

本實(shí)施例中，所述固定滑塊12均設(shè)有偏心套12-1、頸卡12-2；所述滑塊10的結(jié)構(gòu)同固定滑塊12。

本實(shí)施例中，所述固定滑塊12上還安裝有一根圓立柱，或者固定滑塊12之間通過(guò)圓立柱連接裝配。

使用時(shí)，根據(jù)具體情況需要進(jìn)行組合，如：在固定滑塊12上安裝銷軸5和齒輪齒條數(shù)據(jù)采集裝置6，在固定滑塊12上安裝電機(jī)7，或者在固定滑塊12上安裝傳動(dòng)軸8及軸端擋圈等等。

①滑塊10沿橫梁9移動(dòng)和繞橫梁9轉(zhuǎn)動(dòng)，使圓立柱11改變運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖中的機(jī)架沿X坐標(biāo)位置和在Y-Z平面內(nèi)所處方向，滑塊10轉(zhuǎn)動(dòng)180°則可改變構(gòu)件所處層次；移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)固定滑塊12，改變機(jī)架沿Y坐標(biāo)所處位置和在X-Z平面所處方向；利用固定滑塊12，增加-Z方向圓立柱，移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)該圓立柱軸上滑塊，即可改變機(jī)架在Z方向的位置和X-Y平面的方向，實(shí)現(xiàn)真正意義上的三維。

②當(dāng)固定滑塊移動(dòng)到預(yù)定位置和方向時(shí)，用板手?jǐn)Q緊偏心套，空間楔形機(jī)構(gòu)可將滑塊和圓立柱牢牢固緊并完全自鎖，絕不松動(dòng)。

③齒輪齒條數(shù)據(jù)采集裝置（移動(dòng)數(shù)據(jù)采集裝置），如圖5所示，在固定滑塊中插入銷軸與齒條導(dǎo)槽14中間的螺紋孔聯(lián)接即得到固定，齒條滑塊13與固定導(dǎo)槽14配合可以往復(fù)移動(dòng)，編碼器固定支架17以螺釘與微型齒輪支承15固定，微型齒輪16與微型齒輪支承15配合，軸向采用卡環(huán)固定，編碼器18與微型齒輪16輸出軸采用聯(lián)接軟軸19聯(lián)接，微型齒輪16與齒條滑塊13嚙合，移動(dòng)齒輪條微型齒輪跟著旋轉(zhuǎn)，即可將齒條的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)運(yùn)動(dòng)量和轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)量參數(shù)采集。分別裝上實(shí)驗(yàn)臺(tái)提供的尖頂、滾子、平底，又成為凸輪機(jī)構(gòu)的尖頂從動(dòng)件、滾子從動(dòng)件、平底從動(dòng)件，并可測(cè)量凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)量參數(shù)，卸下編碼器及支承件和尖頂滾子、平底，即為長(zhǎng)度無(wú)級(jí)可調(diào)的一根桿，應(yīng)用于桿機(jī)構(gòu)中。

④電機(jī)由固定滑塊可固定在機(jī)架圓立柱任何位置，實(shí)施方式同上述方式②。

⑤實(shí)施其他零部件在軸上安裝極為簡(jiǎn)單，因鍵與軸已固緊（減少裝配動(dòng)作）拼裝后只要擰上軸端擋圈即可。