用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開的用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置，包括有兩個(gè)相同的運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有間隔，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)分別通過驅(qū)動(dòng)線與驅(qū)動(dòng)器連接，驅(qū)動(dòng)器通過供電線連接有電源，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)還分別與脈沖發(fā)生器連接，脈沖發(fā)生器通過串行總線與控制器連接，控制器通過電源線分別與脈沖發(fā)生器、電源連接；本實(shí)用新型用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置，用控制器既簡(jiǎn)化了驗(yàn)證裝置的結(jié)構(gòu)與操作，又確保了運(yùn)動(dòng)配合的靈活性與準(zhǔn)確性，配合步進(jìn)電機(jī)的快速運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)功能，使機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)更加容易、輕松，從多個(gè)方面克服了現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置所存在的缺陷。
【專利說(shuō)明】用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械設(shè)計(jì)用輔助設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在進(jìn)行機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)中，必須確保相互配合的運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系正確可靠，完成這項(xiàng)工作常用的方法有:計(jì)算機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真、模型仿真及實(shí)物樣機(jī)驗(yàn)證。由于每臺(tái)機(jī)器要完成的功能差異很大，所需的運(yùn)動(dòng)配合以及構(gòu)件形狀很難統(tǒng)一，每次都必須重復(fù)類似的驗(yàn)證流程，耗費(fèi)了大量的人力和物力。
[0003]要產(chǎn)生所需的配合運(yùn)動(dòng)，計(jì)算機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真使用虛擬技術(shù)，通過大量運(yùn)算確保運(yùn)動(dòng)的函數(shù)關(guān)系正確，用數(shù)學(xué)模型在屏幕上展示運(yùn)動(dòng)間的相互配合，具有很強(qiáng)的靈活性與適應(yīng)性；但這類驗(yàn)證畢竟是虛擬和理想狀態(tài)，還需要進(jìn)一步的實(shí)物驗(yàn)證，并且實(shí)現(xiàn)這類驗(yàn)證需要專用的開發(fā)平臺(tái)和良好的操作能力。
[0004]模型仿真使用搭積木的方法，在大量的標(biāo)準(zhǔn)模塊中選擇所需的模塊組合成運(yùn)動(dòng)或傳動(dòng)鏈，由于配合運(yùn)動(dòng)的特殊性，有時(shí)很難找到合適的模塊，必須用近似運(yùn)動(dòng)進(jìn)行替代。雖然模塊驗(yàn)證具有很強(qiáng)的直觀性和真實(shí)性，但很難保證配合運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性和動(dòng)態(tài)性能。
[0005]用實(shí)物樣機(jī)來(lái)驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)配合，最具有權(quán)威性，也最接近真實(shí)情況，但必須制造全套的零部件，雖然可以選擇易加工材料，但需要支付昂貴的設(shè)計(jì)和加工費(fèi)用，很難在一般機(jī)械設(shè)計(jì)中使用，迫切需要研發(fā)一款適應(yīng)性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、技術(shù)要求低的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置，用步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生所需的各類運(yùn)動(dòng)，具有運(yùn)動(dòng)生成準(zhǔn)確及簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，用控制器運(yùn)行程序來(lái)確保配合運(yùn)動(dòng)的正確、可靠，具有適應(yīng)性強(qiáng)和操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，解決了現(xiàn)有運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置存在的問題。
[0007]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置，包括有兩個(gè)相同的運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有間隔，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)分別通過驅(qū)動(dòng)線與驅(qū)動(dòng)器連接，驅(qū)動(dòng)器通過供電線連接有電源，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)還分別與脈沖發(fā)生器連接，脈沖發(fā)生器通過串行總線與控制器連接，控制器通過電源線分別與脈沖發(fā)生器、電源連接。
[0008]本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于:
[0009]控制器通過USB線纜與筆記本電腦相連。
[0010]運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，包括有機(jī)架，機(jī)架內(nèi)設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)和齒輪，步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)輸出軸與齒輪連為一體，齒輪通過軸與機(jī)架連接并組成轉(zhuǎn)動(dòng)副以輸出轉(zhuǎn)動(dòng)；齒輪的上方水平設(shè)置有齒條，齒條的兩端伸出機(jī)架，齒輪與齒條相嚙合組成齒輪齒條機(jī)構(gòu)，齒條能相對(duì)機(jī)架滑動(dòng)組成移動(dòng)副以輸出移動(dòng)；
[0011]兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)中的步進(jìn)電機(jī)分別通過驅(qū)動(dòng)線與驅(qū)動(dòng)器連接。
[0012]脈沖發(fā)生器，包括有多路脈沖發(fā)生電路，多路脈沖發(fā)生電路上設(shè)置有多個(gè)脈沖輸出接口，兩個(gè)脈沖輸出接口分別通過屏蔽線與兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)連接。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是，
[0014](I)本實(shí)用新型用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置通過步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，由脈沖控制運(yùn)動(dòng)位置和運(yùn)動(dòng)速度；與模型仿真相比，無(wú)需組合連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和間歇機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)變換，也無(wú)需使用帶、鏈和齒輪進(jìn)行運(yùn)動(dòng)傳遞，具有運(yùn)動(dòng)生成簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
[0015](2)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)配合關(guān)系一般由組成機(jī)構(gòu)確定，有時(shí)還需要進(jìn)行位置和速度檢測(cè)，以確保運(yùn)動(dòng)配合的正常時(shí)序、邏輯互鎖以及位置準(zhǔn)確，所設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)一旦確定很難向別的系統(tǒng)移植，而本實(shí)用新型用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置中采用脈沖控制，脈沖控制具有很強(qiáng)的適應(yīng)性與靈活性，控制脈沖的有無(wú)可控制動(dòng)停，控制脈沖的數(shù)目能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，控制兩列脈沖的比例能協(xié)調(diào)兩運(yùn)動(dòng)的配合；脈沖控制與機(jī)械控制相比，在可靠性、穩(wěn)定性、難度和復(fù)雜性方面具有很大的優(yōu)勢(shì)，控制器是脈沖生成的核心，同脈沖發(fā)生器配合，能高效、靈活和專業(yè)的生成各類脈沖，由于功能單一，所以控制器內(nèi)的固化程序簡(jiǎn)單、可靠和穩(wěn)定。
[0016](3)本實(shí)用新型用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置與計(jì)算機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真相比，無(wú)需構(gòu)造復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，也無(wú)需進(jìn)行大量的高速運(yùn)算，更無(wú)需在屏幕上進(jìn)行逼真的三維渲染，所以技術(shù)難度低，控制更專業(yè)、高效和簡(jiǎn)單，控制數(shù)據(jù)僅需在電腦上生成，通過USB線纜下載到控制器內(nèi)即可，在硬件上省去了鍵盤、鼠標(biāo)和顯示器，在軟件上無(wú)需安裝操作系統(tǒng)與設(shè)計(jì)環(huán)境，具有低成本、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且操作方便的顯著特點(diǎn)。
[0017](4)本實(shí)用新型用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置中，步進(jìn)電機(jī)與齒輪齒條機(jī)構(gòu)連接，能向外輸出轉(zhuǎn)動(dòng)與移動(dòng)，適合驗(yàn)證轉(zhuǎn)動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)與移動(dòng)以及移動(dòng)與移動(dòng)之間的運(yùn)動(dòng)配合關(guān)系，可滿足絕大多數(shù)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)要求，具有良好的市場(chǎng)前景。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0019]圖中，1.運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)，2.筆記本電腦，3.驅(qū)動(dòng)器，4.脈沖發(fā)生器，5.控制器，
6.電源，7.電源線，8.串行總線，9.機(jī)架，10.步進(jìn)電機(jī)，11.齒輪，12.齒條，13.USB線纜，14.驅(qū)動(dòng)線，15.供電線，16.多路脈沖發(fā)生電路，17.脈沖輸出接口，18.屏蔽線。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]本實(shí)用新型用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置，如圖1所示，包括有兩個(gè)相同的運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)1，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)I之間設(shè)置有間隔，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)分別通過驅(qū)動(dòng)線14與驅(qū)動(dòng)器3連接，驅(qū)動(dòng)器3通過供電線15連接有電源6，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)I還分別與脈沖發(fā)生器4連接，脈沖發(fā)生器4通過串行總線8與控制器5連接，控制器5通過電源線7分別與脈沖發(fā)生器4、電源6連接。
[0022]當(dāng)要生成控制數(shù)據(jù)時(shí)，控制器5通過USB線纜13與筆記本電腦2相連。
[0023]運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)1，包括有機(jī)架9，機(jī)架9內(nèi)設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)10和齒輪11，步進(jìn)電機(jī)10的運(yùn)動(dòng)輸出軸與齒輪11連為一體，齒輪11用軸與機(jī)架9連接并組成轉(zhuǎn)動(dòng)副以輸出轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪11的上方水平設(shè)置有齒條12，齒條12的兩端伸出機(jī)架9，齒輪11與齒條12相嚙合組成齒輪齒條機(jī)構(gòu)，齒條12可相對(duì)機(jī)架9滑動(dòng)組成移動(dòng)副以輸出移動(dòng)。
[0024]兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)I中的步進(jìn)電機(jī)10分別通過驅(qū)動(dòng)線14與驅(qū)動(dòng)器3連接。
[0025]脈沖發(fā)生器4，包括有多路脈沖發(fā)生電路16，多路脈沖發(fā)生電路16上設(shè)置有多個(gè)脈沖輸出接口 17，脈沖輸出接口 17分別通過屏蔽線18與兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)I內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)10連接。
[0026]本實(shí)用新型用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置的具體工作流程如下:
[0027]步驟1、在筆記本電腦2上運(yùn)行用戶程序生成所需的控制數(shù)據(jù)，經(jīng)USB線纜13將控制數(shù)據(jù)下載到控制器5內(nèi)；
[0028]步驟2、由控制器5運(yùn)行固化程序處理下載的控制數(shù)據(jù)，按要求經(jīng)串行總線8對(duì)脈沖發(fā)生器4實(shí)時(shí)控制；
[0029]步驟3、脈沖發(fā)生器4生成兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)I所需的控制脈沖，經(jīng)脈沖輸出接口17和屏蔽線18控制步進(jìn)電機(jī)10產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，經(jīng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，便可用兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)I驗(yàn)證要相互配合的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)。
【權(quán)利要求】
1.用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置，其特征在于，包括有兩個(gè)相同的運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)(I)，所述兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)(I)之間設(shè)置有間隔，所述兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)分別通過驅(qū)動(dòng)線(14)與驅(qū)動(dòng)器(3)連接，所述驅(qū)動(dòng)器(3)通過供電線(15)連接有電源￠)，所述兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)(I)還分別與脈沖發(fā)生器(4)連接，所述脈沖發(fā)生器(4)通過串行總線(8)與控制器(5)連接，所述控制器(5)通過電源線(7)分別與脈沖發(fā)生器(4)、電源(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置，其特征在于，所述控制器(5)通過USB線纜(13)與筆記本電腦⑵相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)(I)，包括有機(jī)架(9)，所述機(jī)架(9)內(nèi)設(shè)置有步進(jìn)電機(jī)(10)和齒輪(11)，所述步進(jìn)電機(jī)(10)的運(yùn)動(dòng)輸出軸與齒輪(11)連為一體，所述齒輪(11)通過軸與所述機(jī)架(9)連接并組成轉(zhuǎn)動(dòng)副以輸出轉(zhuǎn)動(dòng)；所述齒輪(11)的上方水平設(shè)置有齒條(12)，所述齒條(12)的兩端伸出機(jī)架(9)，所述齒輪(11)與齒條(12)相嚙合組成齒輪齒條機(jī)構(gòu)，所述齒條(12)能相對(duì)機(jī)架(9)滑動(dòng)組成移動(dòng)副以輸出移動(dòng)； 所述兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)(I)中的步進(jìn)電機(jī)(10)分別通過驅(qū)動(dòng)線(14)與驅(qū)動(dòng)器(3)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置，其特征在于，所述脈沖發(fā)生器(4)，包括有多路脈沖發(fā)生電路(16)，所述多路脈沖發(fā)生電路(16)上設(shè)置有多個(gè)脈沖輸出接口(17)，兩個(gè)脈沖輸出接口(17)分別通過屏蔽線(18)與兩個(gè)運(yùn)動(dòng)輸出機(jī)構(gòu)⑴內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)(10)連接。
【文檔編號(hào)】G05B17/00GK204086852SQ201420536154
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】汪成龍, 柴彩彩 申請(qǐng)人:西安工程大學(xué)