一、概述：

該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能主要是為學(xué)生提供了手動(dòng)拼裝復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)并拼裝可實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)動(dòng)要求的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)臺(tái)在主要構(gòu)件上設(shè)計(jì)了安裝傳感器的位置，并配備了檢測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理軟件，學(xué)生可通過運(yùn)動(dòng)參數(shù)變化曲線，了解不同復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。

二、實(shí)驗(yàn)功能要求：

1、它將單一的機(jī)械零件，通過實(shí)體操作，達(dá)到機(jī)械傳動(dòng)中各種傳動(dòng)效果，使學(xué)生將所學(xué)的理論在實(shí)踐中得到運(yùn)用。

2、掌握實(shí)際安裝中的零件加工精度對(duì)裝配的影響，了解平行度、直線度、同軸度、定向、定位、跳動(dòng)等各種形位公差的概念和作用。

3、掌握工作中各種工卡量具的使用。

4、通過對(duì)機(jī)械傳動(dòng)的安裝，充分了解安裝誤差對(duì)機(jī)械傳動(dòng)工作過程所產(chǎn)生的各種損壞和振動(dòng)噪聲等。

5、要求在主要構(gòu)件上設(shè)計(jì)安裝傳感器的位置，并配備了檢測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理軟件，通過實(shí)驗(yàn)了解直動(dòng)機(jī)構(gòu)位移、速度、加速度；擺動(dòng)機(jī)構(gòu)擺動(dòng)角位移、角速度、角加速度及回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速、回轉(zhuǎn)不勻率等運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)定方法。通過運(yùn)動(dòng)參數(shù)變化曲線，了解不同復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。

6、通過對(duì)所安裝的各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)測(cè)試、分析，總結(jié)安裝誤差對(duì)測(cè)試精度的影響，能及時(shí)對(duì)照理論與實(shí)測(cè)的效果，分析找出其存在的問題。

三、實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)組成要求：

（1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)分為左、右二個(gè)實(shí)驗(yàn)操作工作區(qū)，分別由二臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)?？赏瑫r(shí)由二組學(xué)生在該實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。左邊實(shí)驗(yàn)操作工作區(qū)主要可完成機(jī)械傳動(dòng)創(chuàng)新搭接及傳動(dòng)特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)；而右邊實(shí)驗(yàn)操作工作區(qū)主要完成機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)新搭接及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)。

（2）安裝平臺(tái)采用標(biāo)準(zhǔn)T型槽鋁合金型材拼接而成，活動(dòng)支座間的距離可任意調(diào)節(jié)，搭接靈活機(jī)動(dòng)，可拼裝帶(V帶、平帶、同步帶)傳動(dòng)、鏈(小節(jié)距鏈、大節(jié)距鏈)傳動(dòng)、多種齒輪(正齒、斜齒、螺旋齒、錐齒)傳動(dòng)、單萬向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)、雙萬向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)、槽輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng), 多種平面連桿及凸輪等運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，組裝各種不同類型的復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)，典型拼裝方案多達(dá)20種以上。學(xué)生可以自行設(shè)計(jì)元件，組裝創(chuàng)新作品，發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新精神。

（3）參數(shù)如傳動(dòng)比、齒數(shù)和中心距等，所有傳動(dòng)輪系需采用光桿支承，緊定螺釘固定，調(diào)節(jié)方便快捷，搭接方便速度快。

（4）要求所有桿構(gòu)件長(zhǎng)度及滑塊偏心距均可進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)，分析該參數(shù)改變，對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的影響。

（5）要求驅(qū)動(dòng)調(diào)速電機(jī)可進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，以滿足實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)的不同運(yùn)動(dòng)要求。

（6）需檢測(cè)系統(tǒng)集數(shù)據(jù)采集與電機(jī)調(diào)節(jié)控制于一體。配有多個(gè)光電旋轉(zhuǎn)編碼器，直線位移傳感器,并具有強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)處理軟件。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上可對(duì)單軸、多軸組合多級(jí)齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、萬向節(jié)傳動(dòng)等各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿、曲柄滑塊，凸輪等組合機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及運(yùn)動(dòng)分析。測(cè)試的主要內(nèi)容為：直動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)位移、速度、加速度；擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、擺動(dòng)角位移、角速度、角加速度；傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速波動(dòng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)回轉(zhuǎn)不勻率測(cè)試分析等；

（7）要求系統(tǒng)配套軟件內(nèi)容豐富，包括通訊方式選擇、機(jī)械傳動(dòng)特性測(cè)試、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性測(cè)試及分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及曲線擬合、20種典型拼裝機(jī)構(gòu)虛擬裝配及運(yùn)動(dòng)仿真、實(shí)驗(yàn)臺(tái)介紹、實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)等內(nèi)容，具有綜合性、開放性的特點(diǎn)。

（8）系統(tǒng)配有各種常用機(jī)械安裝及測(cè)量工具，學(xué)生通過自己動(dòng)手安裝，掌握測(cè)量工具在實(shí)踐工作中的作用，提高對(duì)工況量具的認(rèn)識(shí)。

（9）實(shí)驗(yàn)臺(tái)一端設(shè)置“PCI通訊”接口來實(shí)現(xiàn)算機(jī)與實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行通訊的實(shí)驗(yàn)操作。

（10）32路單端或16路差分模擬量輸入，或組合輸入方式；12位A/D轉(zhuǎn)換分辨率；A/D轉(zhuǎn)換器的采樣速率可達(dá)100KS/s；卡上4096采樣FIFO緩沖器；2,500VDC隔離保護(hù)；每個(gè)輸入通道的增益可編程；支持軟件、內(nèi)部定時(shí)器觸發(fā)或外部觸發(fā)采樣模式

（11）機(jī)械實(shí)訓(xùn)安全教育虛擬仿真軟件（提供演示及版權(quán)證書）:本軟件基于unity3d開發(fā)，可布置到云服務(wù)器端，也可在本地環(huán)境使用，軟件采用三維漫游的形式，可通過鍵盤控制移動(dòng)，鼠標(biāo)控制鏡頭方向，設(shè)有機(jī)械安全距離實(shí)驗(yàn)，機(jī)械安全保護(hù)裝置實(shí)驗(yàn)、機(jī)械安全防護(hù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)考核，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，三維漫游畫面采用箭頭與腳印圖案提示移動(dòng)至實(shí)驗(yàn)位置，機(jī)械對(duì)象周圍圓圈顯示了工作半徑，實(shí)驗(yàn)過程伴有三維機(jī)器人的對(duì)話框提醒。

A、機(jī)械安全距離實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括防止上下肢觸及危險(xiǎn)區(qū)的安全距離實(shí)驗(yàn)（內(nèi)分2種圍欄高度與開口大?。x擇進(jìn)入后，鏡頭前彈出GB23821-2009《機(jī)械安全防止上下肢觸及危險(xiǎn)區(qū)的安全距離》要求，錯(cuò)誤示范：實(shí)驗(yàn)過程為人體進(jìn)入機(jī)械對(duì)象工作半徑受到傷害后，血色畫面與語音提醒收到機(jī)械傷害，并回至原位并進(jìn)行下一實(shí)驗(yàn)，最終一步為正確做法。

B、機(jī)械安全保護(hù)裝置實(shí)驗(yàn)分為安全聯(lián)鎖開關(guān)、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀等保護(hù)裝置實(shí)驗(yàn)，可選類別（安全輸入、安全控制、安全輸出、其他）、生產(chǎn)廠家、產(chǎn)品列表（安全聯(lián)鎖開關(guān)、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀、安全控制器、安全繼電器、安全護(hù)欄）。安裝位置有藍(lán)色閃爍框架提醒，實(shí)驗(yàn)流程：選擇安全護(hù)欄并安裝、選擇安全連鎖開關(guān)（或選擇安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀）并安裝、選擇安全控制器并安裝至電氣控制箱、選擇安全繼電器并安裝至電氣控制箱、點(diǎn)擊電氣控制箱上的啟動(dòng)按鈕。若進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)將提示報(bào)警音，且機(jī)械對(duì)象停止工作，選擇電氣控制箱上的復(fù)位按鈕可停止。

C、機(jī)械安全防護(hù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)考核要求完成機(jī)械安全系統(tǒng)的安裝，正確安裝安全護(hù)欄、安全聯(lián)鎖開關(guān)、安全光幕、安全墊、安全激光掃描儀、安全控制器、安全繼電器、24V電源、信號(hào)燈及急停按鈕，考核分為十個(gè)考核點(diǎn)，部分考核點(diǎn)有3個(gè)選項(xiàng)，由學(xué)生自由選擇，最終10項(xiàng)考核點(diǎn)選好后，提交確認(rèn)，系統(tǒng)自動(dòng)得出總分?jǐn)?shù)以及各考核點(diǎn)的得分情況。

D、軟件須為整體同一平臺(tái)，不得以單獨(dú)的資源展現(xiàn)。

（12）教師教學(xué)設(shè)計(jì)系統(tǒng)（提供演示及版權(quán)證書）：本軟件基于unity3d開發(fā)，可選6級(jí)畫質(zhì)，設(shè)有減速器、軸系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與虛擬拆裝、常見機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真，機(jī)構(gòu)資源庫，典型機(jī)械機(jī)構(gòu)（汽油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的虛擬拆裝），軟件為一個(gè)整體軟件，不能為一個(gè)個(gè)單獨(dú)的資源。

A.減速器設(shè)計(jì)與虛擬拆裝界面可選渦輪蝸桿圓錐齒輪減速器、二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器、圓錐圓柱齒輪減速器、同軸式圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、一級(jí)圓柱齒輪減速器。

渦輪蝸桿圓錐齒輪減速器：進(jìn)入軟件后自動(dòng)播放裝配內(nèi)容，視頻中各步驟均有文字說明

二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器：進(jìn)入軟件后采用視頻的形式播放內(nèi)容，視頻內(nèi)容應(yīng)包含：零件名稱（掃描二維碼可看零部件名稱）、拆裝演示（包含拆卸、裝配）、虛擬拆裝（包含整體、低速軸、中速軸、高速軸、箱蓋、箱座）

圓錐圓柱齒輪減速器、同軸式圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、一級(jí)圓柱齒輪減速器：點(diǎn)擊進(jìn)入后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到edrawings界面，模型均為三維模型，通過點(diǎn)擊零部件顯示零部件名稱，可360°全方位旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、平移，同時(shí)可通過移動(dòng)零部件功能，將整個(gè)減速器進(jìn)行拆卸組裝，同時(shí)可以選擇主頁按鈕回到減速器最初始的狀態(tài)。圓錐齒輪減速器、一級(jí)圓柱齒輪減速器增加了插入橫斷面功能，可自由拖動(dòng)橫斷面觀察減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

B.軸系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及虛擬拆裝界面可選零件認(rèn)知、拆裝演示、實(shí)戰(zhàn)操作。

1、零件認(rèn)知：內(nèi)設(shè)斜齒輪、無孔端蓋、聯(lián)軸器、聯(lián)軸器鍵、軸、齒輪鍵、帶孔端蓋、軸套、深溝球軸承的三維模型與零件名稱，任意零件均可進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)

2、拆裝演示：內(nèi)置2個(gè)案例，將鼠標(biāo)移動(dòng)到某一零件位置時(shí)（底座與軸承座除外），該零件自動(dòng)放大，并顯示零件名稱，設(shè)有拆卸與裝配按鈕，功能由軟件自動(dòng)完成軸系結(jié)構(gòu)拆卸與裝配。三維場(chǎng)景均可進(jìn)行360°全方位旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、平移。

3、實(shí)戰(zhàn)操作：三維零件整齊擺放于桌面，由學(xué)生手動(dòng)選擇對(duì)應(yīng)的零件并移動(dòng)至軸系結(jié)構(gòu)上，擺放順序正確且位置正確時(shí)零件才能安裝上去，設(shè)有重新開始按鈕，方便學(xué)生重新進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)。將鼠標(biāo)移動(dòng)到某一零件位置時(shí)（底座與軸承座除外），該零件自動(dòng)放大，并顯示零件名稱。

C、常見機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真可選鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、I\II型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、曲柄擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)軌跡綜合、偏心直動(dòng)滾子推桿凸輪、對(duì)心直動(dòng)平底推桿凸輪。

1、各個(gè)機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)能輸入相對(duì)應(yīng)的參數(shù)，由軟件自動(dòng)計(jì)算參數(shù)，并可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真和自動(dòng)繪制曲線圖。

D、機(jī)構(gòu)資源庫可選平面連桿機(jī)構(gòu)11種、凸輪機(jī)構(gòu)5種、齒輪機(jī)構(gòu)6種、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8種、加緊機(jī)構(gòu)11種、輪系機(jī)構(gòu)6種、其他機(jī)構(gòu)（機(jī)械設(shè)備模擬）8種

E、汽油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的虛擬拆裝可選曲軸箱裝拆演示、曲軸箱虛擬裝配、配氣系裝拆演示、配氣系虛擬裝配

1、曲軸箱裝拆演示與配氣系裝拆演示均設(shè)有拆卸按鈕、裝配按鈕、重新開始、分解觀察按鈕，將鼠標(biāo)移動(dòng)到某一零件位置時(shí)，該零件自動(dòng)放大，并顯示零件名稱，功能由軟件自動(dòng)完成軸系結(jié)構(gòu)拆卸與裝配。使用分解觀察按鈕時(shí)，曲軸箱或配氣系三維模型自動(dòng)展示爆炸圖，可進(jìn)行360°全方位旋轉(zhuǎn)、放大、縮小、平移

2、曲軸箱虛擬裝配與配氣系虛擬裝配的三維零件均整齊擺放于桌面，均由學(xué)生手動(dòng)選擇對(duì)應(yīng)的零件并移動(dòng)至機(jī)構(gòu)上，當(dāng)擺放順序正確且位置正確時(shí)零件才能安裝上去，設(shè)有重新開始按鈕，方便學(xué)生重新進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)。將鼠標(biāo)移動(dòng)到某些零件位置時(shí)，自動(dòng)顯示零件名稱。

四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:

1、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)；

2、機(jī)械傳動(dòng)測(cè)量技術(shù)

3、機(jī)械系統(tǒng)裝配練習(xí)；

4、機(jī)械傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)；

5、機(jī)械系統(tǒng)性能測(cè)試與分析；

6、典型裝配方案：

五、主要技術(shù)參數(shù)要求：

  （1）齒輪減速交流調(diào)速電機(jī)：額定功率 90W  轉(zhuǎn)速0－100r/min 2臺(tái) 

  （2）角位移傳感器： 輸出電壓  5V  脈沖數(shù)360     2個(gè)  

  （3）角位移傳感器： 輸出電壓：5V  脈沖數(shù)1000    1個(gè)

  （4）直線位移傳感器：輸出電壓5V  量程：150 mm   1支

  （5）電源：220V交流/50HZ

  （6）實(shí)驗(yàn)臺(tái)外形尺寸：2000×850×900(mm)

  （7）重量：約350kg

  （8）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書：1份

  （9）軟件光盤：1張