[实用新型]一种用于研究平面四杆机构动态特性的实验装置

说明书

本实用新型涉及一种用于研究平面四杆机构动态特性的实验装置。其技术方案是，该实验装置能实现四连杆机构和曲柄滑块机构间相互转换。滑块（3）固定在导轨（2）上，曲柄（9）、连杆（7）和摇杆（5）通过对应的第一旋转副（8）、第二旋转副（6）和第三旋转副（4）组成四连杆机构；拆去四连杆机构中的摇杆（5），滑块（3）的套筒轴装入连杆（7）的套筒，滑块（3）与导轨（2）松开，组成曲柄滑块机构。每个旋转副的间隙通过改变各自套筒的内径实现，移动副（11）的间隙通过改变衬板（13）的厚度实现。本实用新型结构简单和机构转换方便，能实现旋转副和移动副间隙的灵活调整，从而能准确测试旋转副和移动副的间隙对平面四杆机构动态特性的影响。

技术领域

本实用新型属于平面四杆机构实验装置。具体涉及一种用于研究平面四杆机构动态特性的实验装置。

背景技术

平面四杆机构是机床、机器人甚至航空航天领域广泛使用的核心机构，牛头刨床、六自由度并联机器人以及卫星天线的结构都是基于四杆机构而设计的，平面四杆机构的研究程度直接影响到航空航天、制造业等的质量。现在的机床、机器人、航天机构之间的杆件连接都需要旋转副、移动副，这些运动副间必然存在的间隙，对机构的动态特性、执行部分的精度、稳定性有很大影响。

基于上述原因，很多学者都利用四杆机构的实验平台研究平面四连杆机构，当前广泛使用的实验平台主要以曲柄滑块机构的形式出现，样式单一，只能研究曲柄滑块机构；旋转副间隙是通过改变销轴连接处轴的外径或者孔的内径加以实现的，移动副间隙是通过改变滑块或者导轨的尺寸，所以，每次改变间隙值都需要加工更换不同的杆件，这样不仅安装更换麻烦，还会增加加工成本。

发明内容

本实用新型旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种结构简单、机构转换方便的用于研究平面四杆机构动态特性的实验装置，该实验装置能准确测试旋转副和移动副的间隙对平面四杆机构动态特性的影响。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：所述实验装置为四连杆机构和曲柄滑块机构间相互转换的装置。

所述实验装置包括电机、曲柄、连杆、摇杆、滑块和导轨。所述曲柄的两端设有套筒轴，两个套筒轴的轴线均与曲柄的中心线垂直；所述连杆的两端对称地固定有套筒孔，两个套筒孔的孔中心线均与连杆的中心线垂直；所述摇杆的一端设有套筒孔，摇杆的另一端固定有套筒轴，套筒轴的轴线和套筒孔的中心线均与摇杆的中心线垂直。所述滑块为长方体与套筒轴组成的整体，长方体的中心位置处开有矩形通孔，矩形通孔的孔中心线与长方体的长边平行，套筒轴水平地固定于长方体的侧面，套筒轴的轴线与矩形通孔的中心线垂直，长方体的上平面和下平面对称地开有两个与矩形通孔相通的竖直螺孔，四个竖直螺孔中心线均与矩形通孔中心线垂直且相交。

连杆7两端的套筒孔和摇杆一端的套筒孔均装有套筒，每个套筒孔的孔径相同，套筒孔孔径为25～35mm，套筒孔孔径与套筒外径的名义尺寸相同；曲柄两端的套筒轴和摇杆另一端的套筒轴的轴径相同，每个套筒的内壁与套筒轴的间隙为0～2mm。

所述四连杆机构的结构是：曲柄一端的套筒轴与电机的输出轴通过联轴器轴连接，曲柄另一端的套筒轴装入连杆一端的套筒内，摇杆一端的套筒轴装入连杆另一端的套筒内，滑块的套筒轴装入摇杆另一端的套筒内；导轨穿过滑块的矩形通孔，螺栓通过滑块的竖直螺孔将滑块固定在导轨上。

所述曲柄滑块机构是：在四连杆机构的结构基础上，拆去摇杆，滑块的套筒轴装入连杆另一端的套筒内；松开拧在滑块竖直螺孔的螺栓，滑块与导轨活动连接。

滑块的矩形通孔的四面与导轨的间隙均为2mm，矩形通孔的四面分别固定有衬板，每个衬板的厚度相同，厚度为0～2mm。

所述导轨的两端水平地固定在导轨支座上。