一种凸轮传动机构运动检测系统技术方案

一种凸轮传动机构运动检测系统，包括实验台、凸轮、推杆，实验台上设置支撑板，传动主轴安装在支撑板上且传动主轴的一端安装待测试的凸轮、另一端与传动机构的输出端连接；推杆设置在实验台上，设置于推杆端部的推杆头与凸轮的外轮廓接触，推杆的杆身上设置弹性件；检测机构包括光源、工业相机、光学传感器，光源、工业相机与凸轮位于支撑板的同一侧，光学传感器设置在推杆的杆身上，工业相机与计算机电连接，该工业相机安装在位移机构上。相比于三维软件仿真模拟实验，采用前述检测系统进行实验时，需要经历部件的实际装配过程，考虑了设计、制造和安装精度等因素带来的影响，因而检测结果比虚拟仿真实验的结果更符合实际工况时的运动规律。运动规律。运动规律。

【技术实现步骤摘要】
一种凸轮传动机构运动检测系统


[0001]本专利技术涉及一种机械原理课程实验教学仪器，具体涉及一种对凸轮传动机构的不同运动规律进行检测的实验系统。

技术介绍

[0002]机械原理课程是机械工程专业的核心课程，该课程主要用于介绍常见机构的工作原理和设计方法，凸轮传动机构是一种常见的机械传动方式，具有结构紧凑、传动准确等优点，因而凸轮传动机构的相关教学内容是该课程的教学重点和难点。当前的教学模式是以理论讲解为主，用图解法或解析法进行机构设计，在此基础上使用三维设计软件进行运动仿真。
[0003]凸轮传动机构中凸轮为主动件，推杆为从动件，凸轮轮廓曲线的形状决定推杆的运动规律；从动件和主动件是高副连接，两者是点、线接触，使凸轮轮廓面容易出现磨损现象，影响推杆的运动规律。但使用三维设计软件进行运动仿真时，忽略了机构的设计、制造和安装精度等因素带来的影响，导致仿真的运动规律与实际工作的运动规律必然存在一定的差距。因此有必要设计一种能对凸轮传动机构的不同运动规律进行准确检测的实验装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种凸轮传动机构运动检测系统，该实验系统能实现对凸轮机构从动件运动规律的检测，解决目前工程实践中相关凸轮传动运动规律测量的问题，为凸轮设计提供技术参数，丰富凸轮机构实践教学内容。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种凸轮传动机构运动检测系统，包括实验台、凸轮、推杆、传动机构、检测机构，实验台1上设置支撑板5，传动主轴6安装在支撑板上且传动主轴6凸出于支撑板的一端安装待测试的凸轮2、传动主轴6凸出于支撑板的另一端与传动机构的输出端连接；推杆3设置在实验台上，设置于推杆端部的推杆头303与凸轮的外轮廓接触，推杆的杆身上设置用于提供弹性力以使推杆头始终与凸轮的外轮廓接触的弹性件；检测机构包括光源、工业相机、光学传感器及位移机构，光源401、工业相机402与凸轮2位于支撑板的同一侧，光学传感器404设置在推杆3的杆身上，工业相机通过数据传输线与计算机403连接，该工业相机安装在位移机构上，该位移机构用于调整工业相机在X方向、Y方向、Z方向上的位置。
[0006]本专利技术一种凸轮传动机构运动检测系统能够获得如下有益效果：（1）相比于三维软件仿真模拟实验，采用本专利技术提出的检测系统进行实验时，需要经历凸轮、推杆、传动机构等部件的实际装配过程，考虑了传动机构的设计、制造和安装精度等因素带来的影响，因而检测结果比虚拟仿真实验的结果更符合实际工况时的运动规律，保证了实验结果的可靠性；（2）本专利技术具有设计科学、结构紧凑、操作方便、精度高、安全可靠等特点；
（3）本专利技术结构简单，成本低廉，检测种类多（可检测推杆为直动式推杆或摆动式推杆，推杆头为尖顶式、平底式或滚子式，推杆和凸轮的相对位置可调，凸轮的转向和转速均可调等多种形式的凸轮传动机构），适合在工程实践或高等院校、职业院校实践教学中推广。
[0007]进一步的，凸轮为盘形凸轮20，当然在其他实施例中也可以是柱形凸轮。
[0008]进一步的，盘形凸轮包括圆形的心轴主体201，心轴主体沿周向依次分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区，心轴主体的内部设置沿周向延伸的槽2011，所述槽2011仅覆盖Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区并且该槽的开口置于心轴主体沿周向延伸的外轮廓面上；心轴主体沿周向延伸的外轮廓面上设置薄壁罩202，该薄壁罩同时覆盖在前述槽的开口上，所述槽内填充有液性塑料203；所述心轴主体的Ⅰ区不会膨胀，该Ⅰ区设置用于将盘形凸轮安装在传动主轴上的回转中心孔2012；所述心轴主体的Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区作为膨胀区，该Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区内分别安装至少一个调整螺钉204，通过旋动前述调整螺钉，使Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区的薄壁罩产生膨胀。
[0009]采用前述本专利技术的盘形凸轮，能够获取如下有益效果：（1）通过旋动不同区的调整螺钉，实验者可以使盘形凸轮的外轮廓按预定要求变化，克服了需要中断实验以更换不同尺寸的凸轮的不足，提高了实验效率；（2）由于凸轮轮廓线的变化直接影响推杆的运动规律，通过旋动不同区的调整螺钉，可完成不同运动规律的检测，使得每个学生的实验数据都不一样，不但满足教学创新性的实验要求，而且提高了学生的探索兴趣；（3）通过旋动不同区的调整螺钉，可以使盘形凸轮的外轮廓产生变形，从而模拟凸轮因参数变化或磨损导致的轮廓变形造成的从动件运动规律变化。
[0010]进一步的，推杆采用直动式推杆30；实验台上安装调整机构（例如：调整机构为叉形升降机构），调整机构的输出端与推杆底座301连接，该调整机构用于改变直动式推杆在Z方向上的位置；直动式推杆通过直线轴承座302安装在推杆底座上，直动式推杆靠近推杆头的杆身上设有凸台304，所述直线轴承座与凸台之间设有环绕推杆杆身的弹簧305；光学传感器404设置在凸台与推杆头之间。
[0011]有益效果：通过调整机构改变直动式推杆在Z方向上的位置，从而使直动式推杆的推杆头在初始状态时与盘形凸轮沿周向延伸的外轮廓在不同位置接触，从而调整从动件与凸轮回转中心的偏心距，实现正偏距或负偏距。
[0012]进一步的，推杆采用摆动式推杆31；摆动式推杆以倾斜的方式安装在盘形凸轮20的一侧且摆动式推杆远离盘形凸轮的一端可拆卸地铰接在支撑板上、其靠近盘形凸轮的另一端设置用于和凸轮的外轮廓接触的推杆头，相应的铰接轴上设置扭簧。
[0013]有益效果：通过安装左倾状态或右倾状态的摆动式推杆，能够输出不同的运动规律，提高检测系统的适用范围。
[0014]进一步的，推杆3的端部通过快换机构可拆卸地安装推杆头303。
[0015]有益效果：实验者可根据实验需要通过快换机构更换所需类型的推杆头，提高检测系统的适用范围。
[0016]进一步的，传动机构包括变频电机701、传动系统，变频电机安装在实验台上，传动系统的输入端与变频电机的输出轴连接，传动系统的输出端与传动主轴凸出于支撑板的另一端连接。
[0017]有益效果：变频电机的转速和转向可根据需要调整，控制凸轮的转速和转向，从而
使输出的运动规律发生变化。
[0018]进一步的，位移机构包括安装在实验台上的支撑座901，支撑座上设置沿Z方向延伸的立柱902，立柱上安装第一滑块903，第一滑块靠近凸轮的侧面上滑动装配第二滑块904，第一滑块上设置第一旋钮905和第二旋钮906；第二滑块的底部设置沿X方向延伸的多个滑杆907，所述滑杆的端部与相机支撑件908连接；工业相机402安装在第三滑块909上，第三滑块通过沿Y方向延伸的导向杆和丝杠910滑动装配在相机支撑件上，丝杠凸出于相机支撑件的端部设置第三旋钮911。
[0019]有益效果：通过旋动第一旋钮即可调整、锁定工业相机在Z方向上的位置，通过旋动第二旋钮即可对工业相机在Z方向上的位置进行微调，通过移动滑杆即可调整工业相机在X方向上的位置，通过旋动第三旋钮即可调整工业相机在Y方向上的位置，确保上传至计算机的实验图像足够清晰。
[0020]进一步的，推杆头30本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种凸轮传动机构运动检测系统，其特征是包括实验台、凸轮、推杆、传动机构、检测机构，实验台（1）上设置支撑板（5），传动主轴（6）安装支撑板上且传动主轴（6）凸出于支撑板的一端安装待测试的凸轮（2）、传动主轴（6）凸出于支撑板的另一端与传动机构的输出端连接；推杆（3）设置在实验台上，设置于推杆端部的推杆头（303）与凸轮的外轮廓接触，推杆的杆身上设置用于提供弹性力以使推杆头始终与凸轮的外轮廓接触的弹性件；检测机构包括光源、工业相机、光学传感器及位移机构，光源（401）、工业相机（402）与凸轮（2）位于支撑板的同一侧，光学传感器（404）设置在推杆（3）的杆身上，工业相机通过数据传输线与计算机（403）连接，该工业相机安装在位移机构上，该位移机构用于调整工业相机在X方向、Y方向、Z方向上的位置。2.根据权利要求1所述的一种凸轮传动机构运动检测系统，其特征是凸轮为盘形凸轮（20）。3.根据权利要求2所述的一种凸轮传动机构运动检测系统，其特征是盘形凸轮包括圆形的心轴主体（201），心轴主体沿周向依次分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区，心轴主体的内部设置沿周向延伸的槽（2011），所述槽（2011）仅覆盖Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区并且该槽的开口置于心轴主体沿周向延伸的外轮廓面上；心轴主体沿周向延伸的外轮廓面上设置薄壁罩（202），该薄壁罩同时覆盖在前述槽的开口上，所述槽内填充有液性塑料（203）；所述心轴主体的Ⅰ区不会膨胀，该Ⅰ区设置有用于将盘形凸轮安装在传动主轴上的回转中心孔（2012）；所述心轴主体的Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区作为膨胀区，该Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区内分别安装至少一个调整螺钉（204），通过旋动前述调整螺钉，使Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区的薄壁罩产生膨胀。4.根据权利要求2所述的一种凸轮传动机构运动检测系统，其特征是推杆采用直动式推杆（30）；实验台上安装调整机构，调整机构的输出端与推杆底座（301）连接，该调整机构用于改变直动式推杆在Z方向上的位置；直动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣先，李振武，张旦闻，巢佳乐，荣文龙，杜智渊，靳广帅，闫顺军，徐峰，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：