平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具及其演示控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具及其演示控制方法，包括箱體、平面連桿機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)部分和演示控制系統(tǒng)；平面連桿機(jī)構(gòu)至少包括第一連架桿、第二連架桿和連桿；驅(qū)動(dòng)部分包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和與驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸傳動(dòng)配合的齒輪驅(qū)動(dòng)副Ⅰ，以及以可離合的方式與所述齒輪驅(qū)動(dòng)副Ⅰ的主動(dòng)軸傳動(dòng)配合的齒輪驅(qū)動(dòng)副Ⅱ；演示控制系統(tǒng)包括：參數(shù)采集模塊、中央處理單元和顯示模塊；在該教具教學(xué)中對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)的急回特性、極限位置和急回特性與極位夾角的關(guān)系，以及平面連桿機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件進(jìn)行直觀的闡述，可解決現(xiàn)有平面連桿教具對(duì)各個(gè)理論知識(shí)點(diǎn)分塊化現(xiàn)象嚴(yán)重的問(wèn)題，具有相當(dāng)高系統(tǒng)性，是一款將多個(gè)知識(shí)層面統(tǒng)一成宏觀知識(shí)體系的復(fù)合型教具。
【專利說(shuō)明】平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具及其演示控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及教學(xué)教具領(lǐng)域，特別涉及一種平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具及其演示控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國(guó)家對(duì)于機(jī)械行業(yè)人才綜合素質(zhì)要求的提高，對(duì)高校機(jī)械類的課程，特別是機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)類課程的要求也在不斷提高。就目前機(jī)械原理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式來(lái)看，對(duì)于理論基礎(chǔ)知識(shí)的講解幾乎還處在空白狀態(tài)，尤其是實(shí)驗(yàn)課教具還停留在傳統(tǒng)的“一物一模型”階段，這已經(jīng)與當(dāng)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣與思維習(xí)慣脫節(jié)，也與日益增長(zhǎng)的對(duì)機(jī)械行業(yè)人才需求量的客觀現(xiàn)實(shí)相矛盾。
[0003]平面連桿機(jī)構(gòu)是許多構(gòu)建用低副連接組成的平面機(jī)構(gòu)，最簡(jiǎn)單的平面連桿機(jī)構(gòu)是平面四桿機(jī)構(gòu)，它是應(yīng)用最廣泛的平面連桿機(jī)構(gòu)，而且是組成多桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)。平面四桿機(jī)構(gòu)一般包括機(jī)架桿，機(jī)架桿一般固定不動(dòng)，與機(jī)架桿直接連接的稱為第一連架桿和第二連架桿，兩連架桿通過(guò)不與機(jī)架桿直接相連的中間連桿連接。平面四桿機(jī)構(gòu)根據(jù)曲柄的存在條件，可分為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例，其在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在著極限位置、急回特性和死點(diǎn)位置等運(yùn)動(dòng)特性，并伴隨著產(chǎn)生極位夾角、壓力角、傳動(dòng)角和行程速比系數(shù)等參數(shù)概念，而在實(shí)際教學(xué)中，未能妥善解決知識(shí)傳授與學(xué)生能力培養(yǎng)的關(guān)系，片面強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳授，忽視了將知識(shí)內(nèi)化為學(xué)生能力與素質(zhì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中驗(yàn)證型的實(shí)驗(yàn)多，而探索型實(shí)驗(yàn)少，實(shí)驗(yàn)課并沒(méi)有讓同學(xué)走進(jìn)理論知識(shí)內(nèi)部，也并沒(méi)有激發(fā)起同學(xué)們對(duì)理論知識(shí)的探索欲望，沒(méi)有發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)有的作用；同時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏系統(tǒng)性，以上所述曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各個(gè)理論知識(shí)點(diǎn)分塊化現(xiàn)象嚴(yán)重，現(xiàn)有教具多為對(duì)知識(shí)點(diǎn)分別闡釋，如通過(guò)改變桿件長(zhǎng)度對(duì)四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在條件的闡釋較常見(jiàn)，沒(méi)有一款涉獵多個(gè)知識(shí)層面并且將其統(tǒng)一成宏觀知識(shí)體系的復(fù)合教具，與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)和其他實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)脫離，忽視了知識(shí)的整合及連貫性，各實(shí)踐環(huán)節(jié)之間相互獨(dú)立，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中沒(méi)有強(qiáng)調(diào)整體設(shè)計(jì)理念；而且，因?yàn)閷W(xué)時(shí)的限制，不能安排較多的時(shí)間讓學(xué)生集中、同步實(shí)驗(yàn)。而傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)因?yàn)榻M織方式因?yàn)槭艿綄?shí)驗(yàn)場(chǎng)地、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)趣味性等多方面的約束而難以展開(kāi)，加之同學(xué)們獲取知識(shí)途徑與習(xí)慣的變化，傳統(tǒng)單一型教具在機(jī)械原理實(shí)驗(yàn)課上逐步退出教學(xué)舞臺(tái)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具及其演示控制方法，使其至少可對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)(以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例)的急回特性、極位夾角、極限位置和曲柄存在條件下四桿變化類型，以及急回特性與極位夾角的關(guān)系等理論知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行清晰的闡述，使學(xué)生對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)的整體連貫性有清楚的認(rèn)識(shí)。
[0005]本發(fā)明的平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具，包括箱體、平面連桿機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)部分和演示控制系統(tǒng)；
[0006]平面連桿機(jī)構(gòu)至少包括第一連架桿、第二連架桿和連桿，第一連架桿、第二連架桿和連桿均為長(zhǎng)度可調(diào)結(jié)構(gòu)；
[0007]驅(qū)動(dòng)部分包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和與驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸傳動(dòng)配合并用于驅(qū)動(dòng)第一連架桿在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪驅(qū)動(dòng)副I;
[0008]演示控制系統(tǒng)包括:
[0009]參數(shù)采集模塊，至少用于采集第一連架桿為主動(dòng)曲柄、第二連架桿為從動(dòng)搖桿時(shí)平面連桿機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)，極位參數(shù)包括:第一連架桿去程時(shí)間、第一連架桿回程時(shí)間、第二連架桿去程速度和第二連架桿回程速度，以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)第一連架桿的位置信息；
[0010]中央處理單元，用于根據(jù)參數(shù)采集模塊所得第一連架桿位置信息，得出機(jī)構(gòu)極位夾角，并分別利用極位夾角和第二連架桿的去程速度與回程速度之比得出行程速比系數(shù)；
[0011]顯示模塊，用于顯示所得極位夾角值，以及分別通過(guò)極位夾角和第二連架桿去程速度與回程速度之比得出行程速比系數(shù)K的計(jì)算過(guò)程和結(jié)果。
[0012]進(jìn)一步，參數(shù)采集模塊包括:位置傳感器、測(cè)速傳感器和數(shù)碼管；
[0013]位置傳感器安裝在所述第一連架桿上，用于采集與第一連架桿的位置信息相關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)；
[0014]測(cè)速傳感器安裝于第二連架桿，用于采集第二連架桿去程速度和回程速度；
[0015]數(shù)碼管安裝于所述箱體外壁，用于采集第一連架桿去程時(shí)間和第一連架桿回程時(shí)間，數(shù)碼管包括:去程時(shí)間數(shù)碼管和回程時(shí)間數(shù)碼管。
[0016]進(jìn)一步，警示模塊，用于提示機(jī)構(gòu)已運(yùn)動(dòng)到極限位置，警示模塊包括指示燈組和蜂鳴器，指示燈組包括用于警示去程極限位置的第一指示燈組和用于警示回程極限位置的第二指示燈組。
[0017]進(jìn)一步，演示控制系統(tǒng)還包括:
[0018]輸入模塊,用于在第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄時(shí)輸入對(duì)應(yīng)桿件實(shí)際長(zhǎng)度；
[0019]位置傳感器，還用于在第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄時(shí)采集與第一連架桿位置信息相關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)；
[0020]中央處理單元，還用于根據(jù)在第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄時(shí)位置傳感器所傳輸信號(hào)得出第一連架桿擺動(dòng)角度，并在上述狀態(tài)下根據(jù)所輸桿件實(shí)際長(zhǎng)度對(duì)機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，當(dāng)傳動(dòng)角為零時(shí)，判斷此時(shí)為死點(diǎn)位置，并將控制信號(hào)傳輸至驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元控制電機(jī)停轉(zhuǎn)；
[0021]顯示模塊，還用于實(shí)時(shí)顯示傳動(dòng)角值、壓力角值和第一連架桿擺動(dòng)角度值，并顯示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到連桿與第一連架桿共線時(shí)位置為死點(diǎn)位置。
[0022]進(jìn)一步，平面連桿機(jī)構(gòu)還包括用于形成五桿結(jié)構(gòu)的第三連架桿，驅(qū)動(dòng)部分還包括以可離合的方式與所述齒輪驅(qū)動(dòng)副I的主動(dòng)軸傳動(dòng)配合的齒輪驅(qū)動(dòng)副II。
[0023]進(jìn)一步，第一連架桿、第二連架桿和連桿上均設(shè)置有長(zhǎng)度調(diào)節(jié)刻度；位置傳感器為霍爾傳感器，測(cè)速傳感器為轉(zhuǎn)速傳感器。
[0024]本發(fā)明還公開(kāi)了一種平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性教具演示控制方法，平面連桿機(jī)構(gòu)至少包括第一連架桿、連桿和第二連架桿，演示控制方法包括:
[0025]當(dāng)?shù)谝贿B架桿為主動(dòng)曲柄、第二連架桿為從動(dòng)搖桿時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)進(jìn)行采集，并處理極位參數(shù)進(jìn)行顯示，演示教學(xué)該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的急回特性和極限位置，以及兩者的關(guān)系;
[0026]當(dāng)?shù)谝贿B架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行采集，并處理死點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行顯示，演示教學(xué)該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。
[0027]進(jìn)一步，當(dāng)?shù)谝贿B架桿為主動(dòng)曲柄、第二連架桿為從動(dòng)搖桿時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)進(jìn)行采集，并處理極位參數(shù)進(jìn)行顯示，演示教學(xué)該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的急回特性和極限位置，以及兩者的關(guān)系，包括:
[0028]采集該狀態(tài)下平面連桿機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)，極位參數(shù)包括:第一連架桿去程時(shí)間、第一連架桿回程時(shí)間、第二連架桿去程速度和第二連架桿回程速度，以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)第一連架桿的位置信息；
[0029]根據(jù)采集所得極位參數(shù)，計(jì)算得出機(jī)構(gòu)極位夾角，并分別利用極位夾角和第二連架桿的去程速度與回程速度之比得出行程速比系數(shù)；
[0030]顯示所得極位夾角值，并顯示通過(guò)極位夾角和第二連架桿的去程速度與回程速度之比得出行程速比系數(shù)的計(jì)算公式和結(jié)果。
[0031]進(jìn)一步，當(dāng)?shù)谝贿B架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行采集，并處理死點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行顯示，演示教學(xué)該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置，包括:
[0032]輸入在該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)桿件實(shí)際長(zhǎng)度；
[0033]采集該狀態(tài)下與第一連架桿位置信息相關(guān)的擺動(dòng)角度信號(hào)；
[0034]根據(jù)所輸桿件實(shí)際長(zhǎng)度對(duì)第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，并根據(jù)所采集擺動(dòng)角度信號(hào)對(duì)主動(dòng)搖桿擺動(dòng)角度進(jìn)行計(jì)算；
[0035]將所得壓力角、傳動(dòng)角和主動(dòng)搖桿擺動(dòng)角度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；
[0036]當(dāng)計(jì)算傳動(dòng)角為零時(shí)，判斷此時(shí)為死點(diǎn)位置，進(jìn)行顯示，并將控制信號(hào)傳輸至驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。
[0037]進(jìn)一步，采集第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄狀態(tài)下平面連桿機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)，包括:
[0038]由安裝在所述第一連架桿上的位置傳感器采集與第一連架桿的位置信息相關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)；
[0039]由安裝于所述第二連架桿的測(cè)速傳感器采集第二連架桿的去程速度和回程速度；
[0040]由安裝于箱體外壁上的數(shù)碼管采集第一連架桿去程時(shí)間和第一連架桿回程時(shí)間，所述數(shù)碼管包括:去程時(shí)間數(shù)碼管和回程時(shí)間數(shù)碼管；
[0041]采集第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄狀態(tài)下與第一連架桿位置信息相關(guān)的擺動(dòng)角度信號(hào)，包括:由安裝于所述第一連架桿上的位置傳感器采集與該狀態(tài)下與第一連架桿的位置信息相關(guān)的擺動(dòng)角度信號(hào)。
[0042]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具，不但可以通過(guò)改變桿長(zhǎng)直觀的了解平面四桿機(jī)構(gòu)具有曲柄的條件和桿長(zhǎng)關(guān)系決定四桿機(jī)構(gòu)類型這一理論知識(shí)點(diǎn)，還可通過(guò)平面連桿機(jī)構(gòu)和演示控制系統(tǒng)結(jié)合，在該教具教學(xué)中對(duì)平面連桿機(jī)構(gòu)的急回特性、極限位置和急回特性與極位夾角的關(guān)系進(jìn)行直觀的闡述，可解決現(xiàn)有平面連桿教具對(duì)各個(gè)理論知識(shí)點(diǎn)分塊化現(xiàn)象嚴(yán)重的問(wèn)題，具有相當(dāng)高的系統(tǒng)性，是一款具有多個(gè)知識(shí)層面并且將其統(tǒng)一成宏觀知識(shí)體系的復(fù)合型教具，具有較高的實(shí)用教學(xué)價(jià)值。
[0043]本發(fā)明的復(fù)合型教具演示控制方法，可使得教具在教學(xué)使用中可對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)體現(xiàn)，不但具有較高的便捷性，還具有較強(qiáng)的直觀理解性，且自動(dòng)化程度高，操作方便。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0044]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0045]圖1為本發(fā)明的平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖2為本發(fā)明的平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具的驅(qū)動(dòng)部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖3為本發(fā)明的平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具的演示控制系統(tǒng)的模塊框架圖。

【具體實(shí)施方式】
[0048]如圖所示:本實(shí)施例的平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具，包括箱體20、平面連桿機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)部分和演示控制系統(tǒng)；
[0049]平面連桿機(jī)構(gòu)至少包括第一連架桿1、第二連架桿2和連桿3，第一連架桿1、第二連架桿2和連桿3均為長(zhǎng)度可調(diào)結(jié)構(gòu)；長(zhǎng)度可調(diào)結(jié)構(gòu)使得第一連架桿1、連桿3和第二連架桿2均為可伸縮結(jié)構(gòu)，即可為現(xiàn)有的雨傘伸縮桿結(jié)構(gòu)，也可為其它現(xiàn)有伸縮結(jié)構(gòu)，可通過(guò)按鈕21變化，通過(guò)改變各桿長(zhǎng)間的數(shù)量關(guān)系，可以將四桿機(jī)構(gòu)變成不同的類型:曲柄搖桿、雙曲柄或雙搖桿，通過(guò)觀察代表曲柄軌跡的LED燈顯示組(圖中為L(zhǎng)ED顯示組4和LED顯示組5)，直觀的觀察到不同的四桿機(jī)構(gòu)時(shí)，各桿件的運(yùn)動(dòng)情況，同學(xué)可以直觀看到不同四桿機(jī)構(gòu)的類型之間的區(qū)別，可以直觀理解桿長(zhǎng)關(guān)系決定四桿機(jī)構(gòu)類型這一知識(shí)點(diǎn)，例如，當(dāng)一個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程結(jié)束后，按下變化桿長(zhǎng)的機(jī)構(gòu)的按鈕，將曲柄伸長(zhǎng)，此次伸長(zhǎng)將使桿長(zhǎng)之間的關(guān)系不再滿足具有曲柄的條件，變?yōu)殡p搖桿機(jī)構(gòu)，再次進(jìn)行四桿機(jī)構(gòu)的一個(gè)完整運(yùn)動(dòng)過(guò)程，此時(shí)可通過(guò)以連架桿與機(jī)架的鉸接點(diǎn)為圓心的LED顯示組(圖中為L(zhǎng)ED顯示組4和LED顯示組5)看出，主動(dòng)搖桿不能轉(zhuǎn)一整圈，從動(dòng)搖桿也不能轉(zhuǎn)一整圈，通過(guò)兩次對(duì)比，直觀地感知曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)的不同；其中，LED顯示組4是根據(jù)第一連架桿I的轉(zhuǎn)動(dòng)速度逐次點(diǎn)亮的，LED顯示組5是根據(jù)第二連架桿的轉(zhuǎn)動(dòng)速度逐次點(diǎn)亮的，均通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行控制；
[0050]驅(qū)動(dòng)部分包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)6和與驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸傳動(dòng)配合并用于驅(qū)動(dòng)第一連架桿I在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪驅(qū)動(dòng)副I ;齒輪驅(qū)動(dòng)副I包括主動(dòng)軸、主動(dòng)齒輪7、從動(dòng)軸和從動(dòng)齒輪8，其中從動(dòng)軸端部與第一連架桿I固定用于驅(qū)動(dòng)，在本發(fā)明中，第一連架桿I作為主動(dòng)件，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)6直接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)6為步進(jìn)電機(jī)；
[0051]演示控制系統(tǒng)包括:
[0052]參數(shù)采集模塊7，至少用于采集第一連架桿I為主動(dòng)曲柄、第二連架桿2為從動(dòng)搖桿時(shí)平面連桿機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)，極位參數(shù)包括:第一連架桿I去程時(shí)間、第一連架桿I回程時(shí)間、第二連架桿2去程速度和第二連架桿2回程速度，以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)第一連架桿I的位置信息；
[0053]中央處理單元8，用于根據(jù)參數(shù)采集模塊7所得第一連架桿I位置信息，得出機(jī)構(gòu)極位夾角，并分別利用極位夾角和第二連架桿2的去程速度與回程速度之比得出行程速比系數(shù)；
[0054]顯示模塊9，用于顯示所得極位夾角值，以及分別通過(guò)極位夾角和第二連架桿2去程速度與回程速度之比得出行程速比系數(shù)的計(jì)算過(guò)程和結(jié)果；
[0055]其中，參數(shù)采集模塊7與中央處理單元8信號(hào)連接，中央處理單元8與顯示單元信號(hào)連接，中央處理單元8將內(nèi)部處理后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成具體數(shù)值顯示在顯示模塊9上。
[0056]本實(shí)施例中，參數(shù)采集模塊7包括:位置傳感器10、測(cè)速傳感器11和數(shù)碼管；
[0057]位置傳感器10安裝在所述第一連架桿I上，用于采集與第一連架桿I的位置信息相關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)；
[0058]測(cè)速傳感器11安裝于第二連架桿2，用于采集第二連架桿2去程速度和回程速度；
[0059]數(shù)碼管安裝于所述箱體外壁，用于采集第一連架桿I去程時(shí)間和第一連架桿I回程時(shí)間，數(shù)碼管包括:去程時(shí)間數(shù)碼管12和回程時(shí)間數(shù)碼管13。
[0060]本實(shí)施例中，警示模塊14，用于提示機(jī)構(gòu)已運(yùn)動(dòng)到極限位置，警示模塊14包括指示燈組和蜂鳴器15，指示燈組包括用于警示去程極限位置的第一指示燈組16和用于警示回程極限位置的第二指示燈組17 ;第一指示燈組16和第二指示燈組17的燈均是嵌在箱板上，每組指示燈組的燈均是同時(shí)被點(diǎn)亮，以第一指示燈組16為例進(jìn)行說(shuō)明，在驅(qū)動(dòng)第一連架桿的轉(zhuǎn)軸上圓周方向固定設(shè)置一個(gè)同步轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪，在該齒輪上設(shè)置有磁性元件，該磁性元件隨該齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到位置傳感器為去程極限位置時(shí)便發(fā)出信號(hào)，此時(shí)實(shí)際上是(改為是)第一連架桿作為曲柄與連桿第一次共線時(shí)，也是為回程數(shù)碼管開(kāi)始計(jì)時(shí)的時(shí)亥IJ，此時(shí)單片機(jī)執(zhí)行中斷程序，并發(fā)出控制信號(hào)點(diǎn)亮第一指示燈組，蜂鳴器鳴叫，回(改為回程)程時(shí)間數(shù)碼管開(kāi)始計(jì)時(shí)，第二指示燈組實(shí)現(xiàn)方式同第一指示燈組。
[0061]本教具在使用時(shí)，當(dāng)?shù)谝贿B架桿I作為曲柄開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，去程時(shí)間數(shù)碼管12接收中央處理單元8傳來(lái)的控制信號(hào)，開(kāi)始進(jìn)入工作狀態(tài)，精確的記錄此時(shí)第一連架桿I的去程時(shí)間，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)極限位置到來(lái)時(shí)，與該極限位置重合的第一指示燈組16接收控制信號(hào)，進(jìn)行閃爍，同時(shí)，蜂鳴器15接收控制信號(hào)，發(fā)出聲音，提醒極限位置的到來(lái)，兩者結(jié)合，醒目的表現(xiàn)出極限位置的位置。第一個(gè)極限位置到來(lái)的同時(shí)，去程數(shù)碼管停止計(jì)時(shí)，回程數(shù)碼管開(kāi)始計(jì)時(shí)，記錄回程時(shí)間，第一連架桿I繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)第二個(gè)極限位置時(shí)，回程數(shù)碼管停止計(jì)時(shí)，精確的記錄第一連架桿I作為曲柄的回程時(shí)間，此時(shí)與第二機(jī)械位置重合的第二指示燈組17接收控制信號(hào)，進(jìn)行閃爍，同時(shí)蜂鳴器15接收控制信號(hào)，發(fā)出聲音，提醒極限位置到來(lái)。通過(guò)將兩個(gè)數(shù)碼管上記錄的時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，直觀的闡釋平面連桿機(jī)構(gòu)急回特性的存在和極位夾角的定乂；
[0062]另外，在第一連架桿I作為主動(dòng)曲柄運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)測(cè)速傳感器11記錄第二連架桿2的去程速度和回程速度的速度信號(hào)，測(cè)速傳感器11將信號(hào)同步反饋至中央處理單元8，并在中央處理單元8內(nèi)用速度之比的方法對(duì)行程速比系數(shù)K進(jìn)行計(jì)算，然后利用顯示模塊9，將計(jì)算公式及結(jié)果顯示出來(lái)，與此同時(shí)，當(dāng)四桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)達(dá)到極限位置時(shí)，由位置傳感器10采集到第一連架桿I作為曲柄的位置信息(該處位置信息實(shí)際是指第一連架桿I轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào))，并將轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)反饋給中央處理單元8，通過(guò)中央處理單元8計(jì)算出極位夾角，并利用極位夾角的公司計(jì)算出行程速比關(guān)系K，并將此過(guò)程的公司及結(jié)果顯示在顯示模塊9上，將經(jīng)過(guò)速度之比得出的行程速比系數(shù)與經(jīng)過(guò)極位夾角得出的行程速比系數(shù)進(jìn)行對(duì)比，直觀的闡釋平面連桿機(jī)構(gòu)急回特性與極位夾角的關(guān)系。
[0063]本實(shí)施例中，演示控制系統(tǒng)還包括:
[0064]輸入模塊18,用于在第一連架桿I為主動(dòng)搖桿、第二連架桿2為從動(dòng)曲柄時(shí)輸入對(duì)應(yīng)桿件實(shí)際長(zhǎng)度；
[0065]位置傳感器10，還用于在第一連架桿I為主動(dòng)搖桿、第二連架桿2為從動(dòng)曲柄時(shí)采集與第一連架桿I位置信息相關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)；
[0066]中央處理單元8，還用于根據(jù)在第一連架桿I為主動(dòng)搖桿、第二連架桿2為從動(dòng)曲柄時(shí)位置傳感器10所傳輸信號(hào)得出第一連架桿I擺動(dòng)角度，并在上述狀態(tài)下根據(jù)所輸桿件實(shí)際長(zhǎng)度對(duì)機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，當(dāng)傳動(dòng)角為零時(shí)，判斷此時(shí)為死點(diǎn)位置，并將控制信號(hào)傳輸至驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元19控制電機(jī)停轉(zhuǎn)；
[0067]顯示模塊9，還用于實(shí)時(shí)顯示傳動(dòng)角值、壓力角值和第一連架桿I擺動(dòng)角度值，并顯示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到連桿3與第一連架桿I共線時(shí)位置為死點(diǎn)位置；
[0068]在該實(shí)施例下，因?yàn)樗傈c(diǎn)的存在需要搖桿作為主動(dòng)件，為了使傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，利用變化桿長(zhǎng)機(jī)構(gòu)改變桿長(zhǎng)關(guān)系，使第一連架桿I由上述的主動(dòng)曲柄變位主動(dòng)搖桿，使第二連架桿2由上述的從動(dòng)搖桿并為從動(dòng)曲柄，改變桿長(zhǎng)之后，讀出對(duì)應(yīng)桿件的長(zhǎng)度(上面標(biāo)注有尺寸大小刻度)，然后通過(guò)在輸入模塊18 (本實(shí)施例中，輸入模塊18與顯示模塊9集成設(shè)置，位于同一物理結(jié)構(gòu)位置)上輸入對(duì)應(yīng)的桿長(zhǎng)長(zhǎng)度，輸入模塊18與中央處理單元8信號(hào)連接，將輸入數(shù)據(jù)導(dǎo)入中央處理單元8，中央處理單元8根據(jù)預(yù)設(shè)的公式對(duì)在在第一連架桿I為主動(dòng)搖桿、第二連架桿2為從動(dòng)曲柄狀態(tài)下壓力角的大小、傳動(dòng)角的大小進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，并將計(jì)算出的結(jié)構(gòu)在顯示模塊9上顯示，與此同時(shí)，位置傳感器10對(duì)在第一連架桿I為主動(dòng)搖桿、第二連架桿2為從動(dòng)曲柄狀態(tài)下與第一連架桿I的位置信息相關(guān)的擺動(dòng)角度信號(hào)進(jìn)行采集，并將采集到的信號(hào)傳輸至中央處理單元8，經(jīng)中央處理單元8實(shí)時(shí)得出第一連架桿I作為搖桿的擺動(dòng)角度，并將其在顯示模塊9上顯示。其中，當(dāng)中央處理單元8計(jì)算得出傳動(dòng)角為零時(shí)，判斷此時(shí)為死點(diǎn)位置，由于機(jī)構(gòu)在死點(diǎn)位置不能運(yùn)動(dòng)，為避免發(fā)生破壞，中央處理單元8將計(jì)算出的數(shù)值信號(hào)傳給控制步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)控制單元(即單片機(jī))，電機(jī)控制單元就可以控制電機(jī)，讓電機(jī)在死點(diǎn)位置停下來(lái)。此外，顯示模塊9還可以顯示電機(jī)速度等，只是這些參數(shù)是通過(guò)單獨(dú)設(shè)置的傳感器而不是通過(guò)計(jì)算得到的。
[0069]本實(shí)施例中，平面連桿機(jī)構(gòu)還包括用于形成五桿結(jié)構(gòu)的第三連架桿22，驅(qū)動(dòng)部分還包括以可離合的方式與所述齒輪驅(qū)動(dòng)副I的主動(dòng)軸傳動(dòng)配合的齒輪驅(qū)動(dòng)副II ;其中，齒輪驅(qū)動(dòng)副II包括一嚙合套24，通過(guò)嚙合套使得齒輪驅(qū)動(dòng)副II與所述齒輪驅(qū)動(dòng)副I的主動(dòng)軸以可離合的方式傳動(dòng)配合，嚙合套與套在齒輪驅(qū)動(dòng)副I的主動(dòng)軸的中間齒輪25以可離合的方式傳動(dòng)連接，齒輪驅(qū)動(dòng)副II的傳動(dòng)齒輪26與嚙合套上的齒輪相嚙合傳動(dòng)，另外，第三連架桿通過(guò)銷釘23固定設(shè)置在箱體上，第三連架桿與第二連架桿2鉸接；
[0070]為了闡釋機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件，需參考五桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比闡述，需要采用變化桿數(shù)的機(jī)構(gòu)，變化桿數(shù)的機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程為:當(dāng)變化桿數(shù)的機(jī)構(gòu)銷釘楔緊在箱體側(cè)壁上時(shí)，第三連架桿(即第五桿)固定，此時(shí)為上述四桿機(jī)構(gòu)；當(dāng)銷釘從側(cè)壁上取下時(shí)，第五桿放松，此時(shí)為五桿機(jī)構(gòu)；
[0071]五桿機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)下，將各桿長(zhǎng)關(guān)系變位曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)，將銷釘從側(cè)壁上取下，此時(shí)機(jī)構(gòu)為五桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)嚙合套分離時(shí)，只有一個(gè)原動(dòng)件，五桿機(jī)構(gòu)為不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，當(dāng)嚙合套嚙合時(shí)，有兩個(gè)原動(dòng)件，五桿機(jī)構(gòu)為規(guī)則運(yùn)動(dòng)，通過(guò)二者對(duì)比，直觀的闡釋機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件。另外，考慮到五桿運(yùn)動(dòng)中可能出現(xiàn)干涉，采用傳感器感應(yīng)干涉的存在，并將信號(hào)傳給中央處理單元8，中央處理單元8對(duì)步進(jìn)電機(jī)發(fā)出控制信號(hào)，使步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)，避免產(chǎn)生大的破壞。
[0072]本實(shí)施例中，第一連架桿1、第二連架桿2和連桿3上均設(shè)置有長(zhǎng)度調(diào)節(jié)刻度。
[0073]本實(shí)施例中，位置傳感器10為霍爾傳感器，測(cè)速傳感器11為轉(zhuǎn)速傳感器；其中，位置傳感器10可為霍爾傳感器，用于采集轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)，測(cè)速傳感器11為轉(zhuǎn)速傳感器，可為霍爾效應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器，用于測(cè)量第二連架桿2的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速。
[0074]本發(fā)明還公開(kāi)了一種平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性教具演示控制方法，平面連桿機(jī)構(gòu)至少包括第一連架桿、連桿和第二連架桿，演示控制方法包括:
[0075]當(dāng)?shù)谝贿B架桿為主動(dòng)曲柄、第二連架桿為從動(dòng)搖桿時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)進(jìn)行采集，并處理極位參數(shù)進(jìn)行顯示，演示教學(xué)該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的急回特性和極限位置，以及兩者的關(guān)系;
[0076]當(dāng)?shù)谝贿B架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行采集，并處理死點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行顯示，演示教學(xué)該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。
[0077]進(jìn)一步，當(dāng)?shù)谝贿B架桿為主動(dòng)曲柄、第二連架桿為從動(dòng)搖桿時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)進(jìn)行采集，并處理極位參數(shù)進(jìn)行顯示，演示教學(xué)該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的急回特性和極限位置，以及兩者的關(guān)系，包括:
[0078]采集該狀態(tài)下平面連桿機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)，極位參數(shù)包括:第一連架桿去程時(shí)間、第一連架桿回程時(shí)間、第二連架桿去程速度和第二連架桿回程速度，以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)第一連架桿的位置信息；
[0079]根據(jù)采集所得極位參數(shù)，計(jì)算得出機(jī)構(gòu)極位夾角，并分別利用極位夾角和第二連架桿的去程速度與回程速度之比得出行程速比系數(shù)；
[0080]顯示所得極位夾角值，并顯示通過(guò)極位夾角和第二連架桿的去程速度與回程速度之比得出行程速比系數(shù)的計(jì)算公式和結(jié)果。
[0081]進(jìn)一步，當(dāng)?shù)谝贿B架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行采集，并處理死點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行顯示，演示教學(xué)該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置，包括:
[0082]輸入在該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)桿件實(shí)際長(zhǎng)度；
[0083]采集該狀態(tài)下與第一連架桿位置信息相關(guān)的擺動(dòng)角度信號(hào)；
[0084]根據(jù)所輸桿件實(shí)際長(zhǎng)度對(duì)第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，并根據(jù)所采集擺動(dòng)角度信號(hào)對(duì)主動(dòng)搖桿擺動(dòng)角度進(jìn)行計(jì)算；
[0085]將所得壓力角、傳動(dòng)角和主動(dòng)搖桿擺動(dòng)角度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；
[0086]當(dāng)計(jì)算傳動(dòng)角為零時(shí)，判斷此時(shí)為死點(diǎn)位置，進(jìn)行顯示，并將控制信號(hào)傳輸至驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。
[0087]進(jìn)一步，采集第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄狀態(tài)下平面連桿機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)，包括:
[0088]由安裝在所述第一連架桿上的位置傳感器采集與第一連架桿的位置信息相關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)；
[0089]由安裝于所述第二連架桿的測(cè)速傳感器采集第二連架桿的去程速度和回程速度；
[0090]由安裝于箱體外壁上的數(shù)碼管采集第一連架桿去程時(shí)間和第一連架桿回程時(shí)間，所述數(shù)碼管包括:去程時(shí)間數(shù)碼管和回程時(shí)間數(shù)碼管；
[0091]采集第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄狀態(tài)下與第一連架桿位置信息相關(guān)的擺動(dòng)角度信號(hào)，包括:由安裝于所述第一連架桿上的位置傳感器采集與該狀態(tài)下與第一連架桿的位置信息相關(guān)的擺動(dòng)角度信號(hào)。
[0092]本發(fā)明的方法不但可以控制對(duì)以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例的四桿平面機(jī)構(gòu)的急回特性、極限位置和急回特性與極限夾角的關(guān)系進(jìn)行演示教學(xué)，還可對(duì)四桿機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置、傳動(dòng)角概念進(jìn)行演示教學(xué)，使該教具的演示范圍更加廣泛，并具有綜合系統(tǒng)性。
[0093]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具，其特征在于:包括箱體、平面連桿機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)部分和演不控制系統(tǒng)； 所述平面連桿機(jī)構(gòu)至少包括第一連架桿、第二連架桿和連桿，所述第一連架桿、第二連架桿和連桿均為長(zhǎng)度可調(diào)結(jié)構(gòu)； 所述驅(qū)動(dòng)部分包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和與驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸傳動(dòng)配合并用于驅(qū)動(dòng)第一連架桿在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪驅(qū)動(dòng)副I; 所述演示控制系統(tǒng)包括: 參數(shù)采集模塊，至少用于采集第一連架桿為主動(dòng)曲柄、第二連架桿為從動(dòng)搖桿時(shí)所述平面連桿機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)，所述極位參數(shù)包括:第一連架桿去程時(shí)間、第一連架桿回程時(shí)間、第二連架桿去程速度和第二連架桿回程速度，以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)第一連架桿的位置信息； 中央處理單元，用于根據(jù)參數(shù)采集模塊所得第一連架桿位置信息，得出機(jī)構(gòu)極位夾角，并分別利用極位夾角和第二連架桿的去程速度與回程速度之比得出行程速比系數(shù)； 顯示模塊，用于顯示所得極位夾角值，以及分別通過(guò)極位夾角和第二連架桿去程速度與回程速度之比得出行程速比系數(shù)的計(jì)算過(guò)程和結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具，其特征在于:所述參數(shù)采集模塊包括:位置傳感器、測(cè)速傳感器和數(shù)碼管； 所述位置傳感器安裝在所述第一連架桿上，用于采集與第一連架桿的位置信息相關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)； 所述測(cè)速傳感器安裝于所述第二連架桿，用于采集第二連架桿去程速度和回程速度； 所述數(shù)碼管安裝于所述箱體外壁，用于采集第一連架桿去程時(shí)間和第一連架桿回程時(shí)間，所述數(shù)碼管包括:去程時(shí)間數(shù)碼管和回程時(shí)間數(shù)碼管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具，其特征在于:還包括:警示模塊，用于提示機(jī)構(gòu)已運(yùn)動(dòng)到極限位置，所述警示模塊包括指示燈組和蜂鳴器，所述指示燈組包括用于警示去程極限位置的第一指示燈組和用于警示回程極限位置的第二指示燈組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具，其特征在于:所述演示控制系統(tǒng)還包括: 輸入模塊，用于在第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄時(shí)輸入對(duì)應(yīng)桿件實(shí)際長(zhǎng)度； 所述位置傳感器，還用于在第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄時(shí)采集與第一連架桿位置信息相關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)； 所述中央處理單元，還用于根據(jù)在第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄時(shí)位置傳感器所傳輸信號(hào)得出第一連架桿擺動(dòng)角度，并在上述狀態(tài)下根據(jù)所輸桿件實(shí)際長(zhǎng)度對(duì)機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，當(dāng)傳動(dòng)角為零時(shí)，判斷此時(shí)為死點(diǎn)位置，并將控制信號(hào)傳輸至驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元控制電機(jī)停轉(zhuǎn)； 所述顯示模塊，還用于實(shí)時(shí)顯示傳動(dòng)角值、壓力角值和第一連架桿擺動(dòng)角度值，并顯示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到連桿與第一連架桿共線時(shí)位置為死點(diǎn)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具，其特征在于:所述平面連桿機(jī)構(gòu)還包括用于形成五桿結(jié)構(gòu)的第三連架桿，所述驅(qū)動(dòng)部分還包括以可離合的方式與所述齒輪驅(qū)動(dòng)副I的主動(dòng)軸傳動(dòng)配合的齒輪驅(qū)動(dòng)副II。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平面連桿機(jī)構(gòu)復(fù)合型教具，其特征在于:所述第一連架桿、所述第二連架桿和所述連桿上均設(shè)置有長(zhǎng)度調(diào)節(jié)刻度； 所述位置傳感器為霍爾傳感器，所述測(cè)速傳感器為轉(zhuǎn)速傳感器。
7.一種平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性教具演示控制方法，其特征在于:所述平面連桿機(jī)構(gòu)至少包括第一連架桿、連桿和第二連架桿，所述演示控制方法包括: 當(dāng)?shù)谝贿B架桿為主動(dòng)曲柄、第二連架桿為從動(dòng)搖桿時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)進(jìn)行采集，并處理極位參數(shù)進(jìn)行顯示，演示教學(xué)該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的急回特性和極限位置，以及兩者的關(guān)系; 當(dāng)?shù)谝贿B架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行采集，并處理死點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行顯示，演示教學(xué)該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性教具演示控制方法，其特征在于:所述當(dāng)?shù)谝贿B架桿為主動(dòng)曲柄、第二連架桿為從動(dòng)搖桿時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)進(jìn)行采集，并處理極位參數(shù)進(jìn)行顯示，演示教學(xué)該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的急回特性和極限位置，以及兩者的關(guān)系，包括: 采集該狀態(tài)下平面連桿機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)，所述極位參數(shù)包括:第一連架桿去程時(shí)間、第一連架桿回程時(shí)間、第二連架桿去程速度和第二連架桿回程速度，以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到極限位置時(shí)第一連架桿的位置信息； 根據(jù)采集所得極位參數(shù)，計(jì)算得出機(jī)構(gòu)極位夾角，并分別利用極位夾角和第二連架桿的去程速度與回程速度之比得出行程速比系數(shù)； 顯示所得極位夾角值，并顯示通過(guò)極位夾角和第二連架桿的去程速度與回程速度之比得出行程速比系數(shù)的計(jì)算公式和結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性教具演示控制方法，其特征在于:所述當(dāng)?shù)谝贿B架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄時(shí)，對(duì)機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行采集，并處理死點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行顯示，演示教學(xué)該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置，包括: 輸入在該狀態(tài)下機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)桿件實(shí)際長(zhǎng)度； 采集該狀態(tài)下與第一連架桿位置信息相關(guān)的擺動(dòng)角度信號(hào)； 根據(jù)所輸桿件實(shí)際長(zhǎng)度對(duì)第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄狀態(tài)下機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，并根據(jù)所采集擺動(dòng)角度信號(hào)對(duì)主動(dòng)搖桿擺動(dòng)角度進(jìn)行計(jì)算； 將所得壓力角、傳動(dòng)角和主動(dòng)搖桿擺動(dòng)角度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示； 當(dāng)計(jì)算傳動(dòng)角為零時(shí)，判斷此時(shí)為死點(diǎn)位置，進(jìn)行顯示，并將控制信號(hào)傳輸至驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制單元控制電機(jī)停轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9任一權(quán)利要求所述的平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性教具演示控制方法，其特征在于:所述采集第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄狀態(tài)下平面連桿機(jī)構(gòu)的極位參數(shù)，包括: 由安裝在所述第一連架桿上的位置傳感器采集與第一連架桿的位置信息相關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)； 由安裝于所述第二連架桿的測(cè)速傳感器采集第二連架桿的去程速度和回程速度； 由安裝于箱體外壁上的數(shù)碼管采集第一連架桿去程時(shí)間和第一連架桿回程時(shí)間，所述數(shù)碼管包括:去程時(shí)間數(shù)碼管和回程時(shí)間數(shù)碼管； 所述采集第一連架桿為主動(dòng)搖桿、第二連架桿為從動(dòng)曲柄狀態(tài)下與第一連架桿位置信息相關(guān)的擺動(dòng)角度信號(hào)，包括:由安裝于所述第一連架桿上的位置傳感器采集與該狀態(tài)下與第一連架桿的位置信息相關(guān)的擺動(dòng)角度信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK104200739SQ201410441172
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】胡啟國(guó), 侯楠, 向果, 秦鋒 申請(qǐng)人:重慶交通大學(xué)