一种柔顺滑块常力机构实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种滑块常力机构实验装置。本装置包括柔顺滑块常力机构、刚性的曲柄滑块机构、电机和压力传感器。柔顺滑块常力机构包括刚性杆、柔顺杆、第一滑块，刚性杆的左端与固定端铰接，右端与柔性杆的左端固连，柔性杆的右端与第一滑块铰接。刚性的曲柄滑块机构包括第二滑块、刚性连杆和圆盘；第二滑块与第一滑块通过压力传感器连接，刚性连杆的左端与第二滑块铰接，右端与圆盘铰接，伺服电机与圆盘的中心固接在一起，带动圆盘旋转。该机构可以通过改变电机的转速、圆盘曲柄的长短、柔顺滑块常力机构中刚性曲柄的初试角，实现柔顺滑块常力机构不同运动速度、不同运动位移、不同初试角三种情况下的实验研究。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种实验装置，具体为一种滑块常力机构实验装置。
技术介绍
柔顺机构是一种利用机构构件自身的柔性变形来完成运动和力的传递及 转换的新型机构。它不像传统刚性机构那样靠运动副来实现全部运动和功能， 而主要是靠机构中的柔性构件的变形来实现机构的主要运动和功能，它同样 也能实现运动、力和能量的传递和转换。与传统机械系统或机构的刚性构件 相比，柔顺机构具有很多优点，从而引起了广泛的关注，成为机构学界研究领域的新热点。从20世纪80年代后期开始，柔顺机构就开始引起了机械科 学家和工程师们的高度重视，其研究成果己经在一些日常和有要求特殊的行 业上开始应用，如日常用品、自行车、汽车、精密测量仪器等，尤其是在 轻型、微型化领域有着广泛的应用前景，比如，在微机电系统(MEMS)中， 柔顺机构有着巨大的优势和潜力，它可以较大地提高MEMS中机械部分的尺 寸微小化程度和机构的工作性能，从而大大促进MEMS领域的发展。常力机构是指在一个较大的输入运动范围内其输出端产生的反力是不变 的机构。人们已经设计出了刚性常力机构，常力弹簧等。近年来，人们又提 出了柔顺常力机构。常力机构可用于许多应用场合，例如抓持不同尺寸精 密部件的抓持装置；在任何零件公差情况下可保持常接触力的电子连接器； 在被磨损表面上都需要保持常接触力的磨损检测仪器等。目前，由于柔顺机构为机构学的新领域，对柔顺机构以及柔顺常力机构 的实验及研究装置，还未见报道。
技术实现思路
为了验证柔顺常力机构，以及进一步深入探索柔顺常力机构的动力学特 性和规律，本专利技术提供了一种进行柔顺常力机构实验的装置，并设计了一种驱动装置，而且能够方便实现滑块的移动位移及移动速度，以及可以实现柔 顺滑块常力机构不同初试位置的实验要求。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。包括两组对心曲柄滑块机构、电机和压力传感器；两组对心曲柄滑块机构中的一组为柔顺滑块常 力机构，另一组为刚性的曲柄滑块机构。所述柔顺滑块常力机构包括刚性杆、 柔顺杆、第一滑块，刚性杆的左端与固定端铰接，右端与柔性杆的左端固连, 柔性杆的右端与第一滑块铰接。所述刚性的曲柄滑块机构包括第二滑块、刚 性连杆和圆盘；第二滑块与第一滑块通过压力传感器连接，刚性连杆的左端 与第二滑块铰接，右端与圆盘铰接，伺服电机与圆盘的中心固接在一起，带 动圆盘旋转。刚性杆的左端与固定端的铰接心、柔顺杆与第一滑块的连接点、 第二滑块与刚性连杆的连接点、以及圆盘的中心四点在同一水平线上。本专利技术的有益效果是，在实验测试过程中，为被测物提供被动的受力， 并且可以实现被测物在要求的不同输入范围内，不同运动速度，不同初始角 度下运动。新的连接方式，为实验结果更为精确提供保障。该套机构结构简 单，操作容易，成本低。 附图说明图1本专利技术的结构示意图图中1、刚性杆，2、柔顺杆(弹簧钢65Mn) ， 3、第一滑块，4、压力 传感器，5、第二滑块，6、刚性连杆，7、圆盘，8、伺服电机。 具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明本实施例包括两组对心曲柄滑块机构、电机和压力传感器。两组对心曲 柄滑块机构中的一组为刚性的曲柄滑块机构，其为实验提供力和运动；另一 组为柔顺滑块常力机构，用于压力的测量。该机构可以通过改变电机的转速， 圆盘曲柄的长短，柔顺滑块常力机构中刚性曲柄的初试角，实现柔顺滑块常 力机构不同运动速度，不同运动位移，不同初试角三种情况下的实验研究。 下面对其进行详细说明。如图1所示，本实施例中的柔顺滑块常力机构包括刚性杆1、柔顺杆2和 第一滑块3。其中刚性杆1的左端与固定端是通过铰链连接，可以旋转。刚 性杆1的右端与柔顺杆2的左端是固定连接在一起的，两杆之间不可以旋转。柔顺杆2的右端与第一滑块3是通过铰链连接，可以旋转，这样可以避免力 的测量过程中产生侧向力，进一步保证实验结果的精确性。刚性的曲柄滑块 机构包括第二滑块5、刚性连杆6和圆盘7。其中，第二滑块5与第一滑块3 之间通过压力传感器连接，压力传感器用于测量滑块在运动过程中第一滑块3 输出端产生的压力值，压力传感器与第一滑块3、第二滑块5固接在一起的。 第二滑块5与刚性连杆6是通过铰链连接，可以旋转。刚性连杆6与圆盘7 是通过铰链连接，可以旋转。伺服电机8与圆盘7的中心固接在一起。刚性杆l的左端固定端的中心、柔顺杆2与第一滑块3的连接点、第二 滑块5与刚性连杆6的连接点、以及圆盘的中心，四点在同一水平线上，即 左右两个都是对心曲柄滑块机构，且中心相同。本实施例中柔顺杆2参考尺寸为长度200mm;宽度20mm;厚度 0.3mm。柔顺杆2并不唯一，可以更换不同尺寸的杆件进行实验。本实施例中，电机通过驱动装置，将运动传递给柔顺曲柄滑块常力机构， 从而进行力的测量。当电机8的转动时，带动圆盘7转动，从而通过刚性连 杆6带动第二滑块5做往返运动，第二滑块5带动第一滑块3做往返运动， 最终实现左端柔顺滑块常力机构的运动，进行压力的实验研究。从图l中可以看出，通过改变电机8的转速，可以改变第一滑块3的往 返速度，从而进行不同运动速度下的实验研究。通过改变刚性连杆6与圆盘7 的铰接位置，可以改变第一滑块3的往返运动位移，进行第一滑块3在不同 运动位移下的实验研究。通过改变刚性杆1的初始角度，可以进行不同初试 角度下的实验研究。本实施例是釆用对心曲柄滑块机构驱动装置对柔顺滑块常力机构进行驱 动，从而实现柔顺滑块常力机构在一个较大的输入范围内运动，并且可以实 现柔顺滑块常力机构不同初试位置的实验要求。曲柄采用圆盘，易于实现柔 顺曲柄滑块常力机构运动的位移。电机通过对心曲柄滑块机构将作用力传递 给柔顺曲柄滑块常力机构，可以通过改变电机的转速，改变滑块的运动速度, 实现不同速度情况下的实验要求。权利要求1、一种柔顺滑块常力机构实验装置，其特征在于包括两组对心曲柄滑块机构、电机和压力传感器；两组对心曲柄滑块机构中的一组为柔顺滑块常力机构，另一组为刚性的曲柄滑块机构；所述柔顺滑块常力机构包括刚性杆、柔顺杆、第一滑块，刚性杆的左端与固定端铰接，右端与柔性杆的左端固连，柔性杆的右端与第一滑块铰接；所述刚性的曲柄滑块机构包括第二滑块、刚性连杆和圆盘；第二滑块与第一滑块通过压力传感器连接，刚性连杆的左端与第二滑块铰接，右端与圆盘铰接，伺服电机与圆盘的中心固接在一起，带动圆盘旋转；刚性杆的左端与固定端的铰接心、柔顺杆与第一滑块的连接点、第二滑块与刚性连杆的连接点、以及圆盘的中心四点在同一水平线上。全文摘要本专利技术是一种滑块常力机构实验装置。本装置包括柔顺滑块常力机构、刚性的曲柄滑块机构、电机和压力传感器。柔顺滑块常力机构包括刚性杆、柔顺杆、第一滑块，刚性杆的左端与固定端铰接，右端与柔性杆的左端固连，柔性杆的右端与第一滑块铰接。刚性的曲柄滑块机构包括第二滑块、刚性连杆和圆盘；第二滑块与第一滑块通过压力传感器连接，刚性连杆的左端与第二滑块铰接，右端与圆盘铰接，伺服电机与圆盘的中心固接在一起，带动圆盘旋转。该机构可以通过改变电机的转速、圆盘曲柄的长短、柔顺滑块常力机构中刚性曲柄的初试角，实现柔顺滑块常力机构不同运动速度、不同运动位移、不同初试角三种情况下的实验研究。文档编号G01M13/00GK101614613SQ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔顺滑块常力机构实验装置，其特征在于：包括两组对心曲柄滑块机构、电机和压力传感器；　两组对心曲柄滑块机构中的一组为柔顺滑块常力机构，另一组为刚性的曲柄滑块机构；　所述柔顺滑块常力机构包括刚性杆、柔顺杆、第一滑块，刚性杆的左端与固定端铰接，右端与柔性杆的左端固连，柔性杆的右端与第一滑块铰接；　所述刚性的曲柄滑块机构包括第二滑块、刚性连杆和圆盘；第二滑块与第一滑块通过压力传感器连接，刚性连杆的左端与第二滑块铰接，右端与圆盘铰接，伺服电机与圆盘的中心固接在一起，带动圆盘旋转；　刚性杆的左端与固定端的铰接心、柔顺杆与第一滑块的连接点、第二滑块与刚性连杆的连接点、以及圆盘的中心四点在同一水平线上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志丹，余跃庆，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]