本發(fā)明涉及機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置。
背景技術(shù):
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。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。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。
用實(shí)物樣機(jī)來驗(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,因此在已有的申請(qǐng)?zhí)枮?01420536154.8提出的用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置,由脈沖控制運(yùn)動(dòng)位置和運(yùn)動(dòng)速度,雖然運(yùn)動(dòng)生成簡(jiǎn)單,但對(duì)實(shí)際移動(dòng)位置和運(yùn)動(dòng)速度的驗(yàn)證數(shù)據(jù)有限制性,測(cè)量精度不高;
另外已有的申請(qǐng)?zhí)枮?01510895266.1提出的用于一種機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置,只是通過轉(zhuǎn)速感應(yīng)器監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及數(shù)據(jù)分析器達(dá)到精準(zhǔn)的分析結(jié)果,而實(shí)際上轉(zhuǎn)速感應(yīng)器在監(jiān)測(cè)信號(hào)中會(huì)受到干擾存在雜質(zhì)信號(hào),容易影響判斷結(jié)果,不能夠提高驗(yàn)證結(jié)果的精確度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明提出的一種用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置,解決了機(jī)械設(shè)計(jì)過程中運(yùn)動(dòng)關(guān)系之間配合的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,以及運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證的信號(hào)易受干擾影響判斷結(jié)果的問題。
本發(fā)明提出的一種用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置,包括殼體、MCU、放大電路和消噪電路,所述殼體為空腔結(jié)構(gòu),所述殼體的兩側(cè)內(nèi)壁上均開設(shè)有第一滑槽,殼體內(nèi)設(shè)有水平設(shè)置的支撐座,且支撐座的兩端與第一滑槽的內(nèi)壁滑動(dòng)連接,支撐座的底端兩側(cè)均安裝有豎直設(shè)置的支撐桿,支撐座的頂端通過定位銷安裝有豎直設(shè)置的固定板,固定板的一側(cè)通過螺釘安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī),轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的上方設(shè)有水平設(shè)置的支撐板,且支撐板焊接于固定板的一側(cè),轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的輸出軸一端固定安裝有齒輪,轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上還嵌裝有轉(zhuǎn)速傳感器;
所述轉(zhuǎn)速傳感器、放大電路、消噪電路和MCU依次連接,其中放大電路包括光電耦合器T、電阻R1、電容C1、電感L1和三極管Q1,光電耦合器T的輸入端與轉(zhuǎn)速傳感器連接,光電耦合器T的VCC端連接有+5V的電源,光電耦合器T的輸出端與電阻R1的一端連接,電阻R1的另一端與電容C1的一端連接,電容C1的另一端分別與三極管Q1的1引腳、電感L1的一端和+12V電源連接,電感L1的另一端分別連接有三極管Q1的3引腳和電阻R3的一端,三極管Q1的2引腳連接有電阻R2的一端,電阻R2的另一端分別連接有三極管Q2的2引腳和電阻R6的一端,電阻R6的另一端與MCU連接,三極管Q2的1引腳連接有電阻R4的一端,電阻R4的另一端分別連接有電容C2的一端和電阻R5的一端,且電阻R5的另一端連接有三極管Q3的1引腳,三極管Q3的2引腳分別連接有電阻R3的另一端和電阻R7的一端,電阻R7的另一端與MCU連接;
所述支撐板靠近支撐座的一側(cè)分別開設(shè)有水平設(shè)置的第二滑槽和第一開口,其中第二滑槽與第一開口相連通,第一開口開設(shè)于支撐板的底端,第一開口內(nèi)滑動(dòng)連接有滑動(dòng)板,且滑動(dòng)板的一端延伸至第二滑槽內(nèi),滑動(dòng)板的兩側(cè)均開設(shè)有卡槽,卡槽內(nèi)設(shè)有滾球,其中滾球的一部分延伸至卡槽的外側(cè),且滾球與第二滑槽的內(nèi)壁滑動(dòng)連接,滑動(dòng)板的底端通過螺釘安裝有氣缸,氣缸位于轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的兩側(cè),氣缸的活塞桿之間連接有測(cè)試板,測(cè)試板靠近支撐板的一側(cè)設(shè)有與齒輪相嚙合的齒條,測(cè)試板的底端嵌裝有位移傳感器,且位移傳感器與MCU的輸入端連接,MCU的輸出端分別與氣缸和轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)連接,轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的輸出端與轉(zhuǎn)速傳感器連接。
優(yōu)選地,所述支撐座上的底端兩側(cè)均設(shè)有放置腔,放置腔內(nèi)通過螺釘安裝有推桿電機(jī),且推桿電機(jī)的輸出軸與支撐桿連接,推桿電機(jī)與MCU的輸出端連接。
優(yōu)選地,所述殼體的頂端設(shè)有第二開口,第二開口的一側(cè)內(nèi)壁鉸接有擋蓋,且第二開口的長(zhǎng)度大于固定板的長(zhǎng)度。
優(yōu)選地,所述卡槽相遠(yuǎn)離的一側(cè)內(nèi)壁上均設(shè)有凸起,其中滾球通過凸起之間的間隙延伸至第二滑槽內(nèi),且滾球與凸起滑動(dòng)連接。
優(yōu)選地,所述消噪電路包括電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、三極管Q2、三極管Q3和電容C2。
優(yōu)選地,所述電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6和電阻R7的阻值分別為10KΩ、15KΩ、20KΩ、10KΩ、20KΩ、15KΩ和25KΩ。
優(yōu)選地,所述電容C2遠(yuǎn)離電阻R4的一端、三極管Q3的3引腳和三極管Q2的3引腳均接地。
優(yōu)選地,所述電容C1和電容C2的容值分別為20uF和40uF。
優(yōu)選地,所述MCU通過定位銷固定安裝于殼體的內(nèi)壁上,且殼體靠近MCU的一側(cè)還設(shè)有散熱口。
優(yōu)選地,所述散熱口為傾斜式結(jié)構(gòu),且散熱口靠近殼體的一側(cè)所處水平高度大于散熱口遠(yuǎn)離殼體的一側(cè)所處水平高度。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明中通過轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)測(cè)試板水平方向的位置移動(dòng),配合滾球于第二滑槽內(nèi)往復(fù)滑動(dòng),提高運(yùn)動(dòng)的靈活性,同時(shí)利用氣缸帶動(dòng)測(cè)試板做豎直方向的運(yùn)動(dòng),方便進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)過程中不同方向運(yùn)動(dòng)配合關(guān)系的驗(yàn)證。
2、本發(fā)明中通過放大電路能夠放大轉(zhuǎn)速傳感器的檢測(cè)信號(hào),提高檢測(cè)精確度,保證機(jī)械設(shè)計(jì)過程中運(yùn)動(dòng)配合的驗(yàn)證結(jié)果。
3、本發(fā)明中通過消噪電路能夠消除轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)信號(hào)中的雜質(zhì)信號(hào),避免影響MCU的判斷結(jié)果。
4、本發(fā)明中通過推桿電機(jī)帶動(dòng)固定板上下移動(dòng),方便在驗(yàn)證過程時(shí)觀察運(yùn)動(dòng)配合的部分,提高驗(yàn)證的質(zhì)量。
本發(fā)明設(shè)計(jì)合理,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,能夠精確的對(duì)運(yùn)動(dòng)配合關(guān)系進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證,且能夠消除雜質(zhì)信號(hào),避免影響判斷結(jié)果,提高驗(yàn)證的質(zhì)量,成本低。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提出的一種用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置的原理框圖;
圖2為本發(fā)明提出的一種用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置的主視剖析結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明提出的一種用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置的部分細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明提出的一種用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置的部分仰視結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中:1殼體、2第一滑槽、3固定板、4支撐座、5支撐板、6第二開口、7擋蓋、8第二滑槽、9氣缸、10轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、11測(cè)試板、12位移傳感器、13放置腔、14推桿電機(jī)、15支撐桿、16齒輪、17齒條、18滾球、19第一開口、20滑動(dòng)板、21卡槽。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解說。
實(shí)施例
參照?qǐng)D1-4,一種用于機(jī)械設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)配合驗(yàn)證裝置,包括殼體1、MCU、放大電路和消噪電路,殼體1為空腔結(jié)構(gòu),殼體1的兩側(cè)內(nèi)壁上均開設(shè)有第一滑槽2,殼體1內(nèi)設(shè)有水平設(shè)置的支撐座4,且支撐座4的兩端與第一滑槽2的內(nèi)壁滑動(dòng)連接,支撐座4的底端兩側(cè)均安裝有豎直設(shè)置的支撐桿15,支撐座4的頂端通過定位銷安裝有豎直設(shè)置的固定板3,固定板3的一側(cè)通過螺釘安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)10,轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)10的上方設(shè)有水平設(shè)置的支撐板5,且支撐板5焊接于固定板3的一側(cè),轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)10的輸出軸一端固定安裝有齒輪16,轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)10的輸出軸上還嵌裝有轉(zhuǎn)速傳感器;
轉(zhuǎn)速傳感器、放大電路、消噪電路和MCU依次連接,其中放大電路包括光電耦合器T、電阻R1、電容C1、電感L1和三極管Q1,光電耦合器T的輸入端與轉(zhuǎn)速傳感器連接,光電耦合器T的VCC端連接有+5V的電源,光電耦合器T的輸出端與電阻R1的一端連接,電阻R1的另一端與電容C1的一端連接,電容C1的另一端分別與三極管Q1的1引腳、電感L1的一端和+12V電源連接,電感L1的另一端分別連接有三極管Q1的3引腳和電阻R3的一端,三極管Q1的2引腳連接有電阻R2的一端,電阻R2的另一端分別連接有三極管Q2的2引腳和電阻R6的一端,電阻R6的另一端與MCU連接,三極管Q2的1引腳連接有電阻R4的一端,電阻R4的另一端分別連接有電容C2的一端和電阻R5的一端,且電阻R5的另一端連接有三極管Q3的1引腳,三極管Q3的2引腳分別連接有電阻R3的另一端和電阻R7的一端,電阻R7的另一端與MCU連接;
支撐板5靠近支撐座4的一側(cè)分別開設(shè)有水平設(shè)置的第二滑槽8和第一開口19,其中第二滑槽8與第一開口19相連通,第一開口19開設(shè)于支撐板5的底端,第一開口19內(nèi)滑動(dòng)連接有滑動(dòng)板20,且滑動(dòng)板20的一端延伸至第二滑槽8內(nèi),滑動(dòng)板20的兩側(cè)均開設(shè)有卡槽21,卡槽21內(nèi)設(shè)有滾球18,其中滾球18的一部分延伸至卡槽21的外側(cè),且滾球18與第二滑槽8的內(nèi)壁滑動(dòng)連接,滑動(dòng)板20的底端通過螺釘安裝有氣缸9,氣缸9位于轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)10的兩側(cè),氣缸9的活塞桿之間連接有測(cè)試板11,測(cè)試板11靠近支撐板5的一側(cè)設(shè)有與齒輪16相嚙合的齒條17,測(cè)試板11的底端嵌裝有位移傳感器12,且位移傳感器12與MCU的輸入端連接,MCU的輸出端分別與氣缸9和轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)10連接,轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)10的輸出端與轉(zhuǎn)速傳感器連接。
本實(shí)施例中,支撐座4上的底端兩側(cè)均設(shè)有放置腔13,放置腔13內(nèi)通過螺釘安裝有推桿電機(jī)14,且推桿電機(jī)14的輸出軸與支撐桿15連接,推桿電機(jī)14與MCU的輸出端連接,殼體1的頂端設(shè)有第二開口6,第二開口6的一側(cè)內(nèi)壁鉸接有擋蓋7,且第二開口6的長(zhǎng)度大于固定板3的長(zhǎng)度,卡槽21相遠(yuǎn)離的一側(cè)內(nèi)壁上均設(shè)有凸起,其中滾球18通過凸起之間的間隙延伸至第二滑槽8內(nèi),且滾球18與凸起滑動(dòng)連接,消噪電路包括電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、三極管Q2、三極管Q3和電容C2,電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6和電阻R7的阻值分別為10KΩ、15KΩ、20KΩ、10KΩ、20KΩ、15KΩ和25KΩ,電容C2遠(yuǎn)離電阻R4的一端、三極管Q3的3引腳和三極管Q2的3引腳均接地,電容C1和電容C2的容值分別為20uF和40uF,MCU通過定位銷固定安裝于殼體的內(nèi)壁上,且殼體靠近MCU的一側(cè)還設(shè)有散熱口,散熱口為傾斜式結(jié)構(gòu),且散熱口靠近殼體的一側(cè)所處水平高度大于散熱口遠(yuǎn)離殼體的一側(cè)所處水平高度。
本實(shí)施例中,打開第一開口6上鉸接的擋蓋7,通過推桿電機(jī)14帶動(dòng)固定板3上下移動(dòng),同時(shí)配合支撐座4在第一滑槽2內(nèi)上下滑動(dòng),方便運(yùn)動(dòng)配合的部分伸出殼體1外,有利于在驗(yàn)證過程時(shí)觀察運(yùn)動(dòng)配合的部分,提高驗(yàn)證的質(zhì)量;通過轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)10驅(qū)動(dòng)齒輪16轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)測(cè)試板11水平方向的位置移動(dòng),配合滾球18于第二滑槽8內(nèi)往復(fù)滑動(dòng),提高運(yùn)動(dòng)的靈活性,同時(shí)利用氣缸9帶動(dòng)測(cè)試板11做豎直方向的運(yùn)動(dòng),以及利用位移傳感器12實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)活動(dòng)配合部分的移動(dòng)位置,方便進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)過程中不同方向運(yùn)動(dòng)配合關(guān)系的驗(yàn)證;通過放大電路能夠放大轉(zhuǎn)速傳感器的檢測(cè)信號(hào),提高檢測(cè)精確度,保證機(jī)械設(shè)計(jì)過程中運(yùn)動(dòng)配合的驗(yàn)證結(jié)果;通過消噪電路能夠消除轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)信號(hào)中的雜質(zhì)信號(hào),避免影響MCU的判斷結(jié)果。
以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。