CN105329029B - 一种基于相对运动原理的参数可调凸轮廓线绘制仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于相对运动原理的参数可调凸轮廓线绘制仪，包括设置在底板上的凸轮廓线绘制组、带传动装置和自动展示装置，所述凸轮廓线绘制组包括升降台装置，升降台装置上设置伸缩臂装置，伸缩臂装置上设置绘图笔，绘图笔下方设有绘图面板，绘图面板与绘图面板驱动装置相连，绘图面板侧面设有带传动装置和自动展示装置，自动展示装置包括展示臂，展示臂与展示臂驱动装置相连，展示臂上设置小吸盘，小吸盘与气泵相连，所述升降台装置、伸缩臂装置、绘图面板驱动装置、带传动装置和自动展示装置均与控制面板相连。本发明克服了现有凸轮轮廓曲线设计方法存在的设计精度低的问题，且实现了凸轮廓线绘制自动展示。
Description
技术领域
本发明涉及凸轮廓线绘制技术与教学仪器领域，特别涉及一种基于相对运动原理的参数可调凸轮廓线绘制仪。
背景技术
凸轮轮廓曲线设计在机械原理课程中所讲的是反转法设计原理，这一原理应用于解析法与作图法当中，这也是凸轮轮廓机加工之前设计者所普遍采用的基本原理。该原理对于学生也相对较易接受，且可通过计算机进行编程控制。解析法与作图法相比，更加复杂繁琐，因此凸轮轮廓曲线设计者一般采用人工作图法，虽然也借助计算机进行相应控制，但是凸轮各径向尺寸都是通过作图来确定，精度很低，只适用于要求不高的简单凸轮。因此为了提高凸轮廓线设计精度，其绘制方法亟待创新。
随着教学的多媒体化，许多教师课上便会采取幻灯片插接动画的方式向学生讲解书面难以理解透彻的动态知识点，尤其是对于凸轮轮廓曲线反转法绘制，早已不再通过手工绘图的方式向学生展示。如今越来越多的学校要求老师上课尽可能生动形象，将晦涩难懂的理论知识通过实际模型来向学生讲解，而不是仅仅通过幻灯片插接动画或者图片的方式进行，从而让学生能够更加透彻的掌握。除此之外，在工业设计与生产过程中，凸轮机构只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的预期运动，而且结构简单、紧凑、设计方便，因此在自动机床、纺织机械、食品机械和机电一体化等产品中得到广泛应用。而对于凸轮件机加工之前的凸轮轮廓曲线设计过程，设计师采取的仍是上述反转原理作图法来确定基本廓线，然后通过数控机床进行加工，设计精度有时达不到工业应用的要求。
鉴于此，凸轮廓线绘制原理需要创新，同时需要设计基于新原理的凸轮廓线绘制及展示教学仪器，并将新原理应用于工业设计之中。
发明内容
发明目的：本发明目的为了克服现有凸轮轮廓曲线设计方法存在的设计精度低的问题，提供一种基于相对运动原理的参数可调凸轮廓线绘制仪。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种基于相对运动原理的参数可调凸轮廓线绘制仪，包括设置在底板上的凸轮廓线绘制组、带传动装置和自动展示装置，所述凸轮廓线绘制组包括升降台装置，升降台装置上设置伸缩臂装置，伸缩臂装置上设置绘图笔，绘图笔下方设有绘图面板，绘图面板与绘图面板驱动装置相连，绘图面板侧面设有带传动装置和自动展示装置，自动展示装置包括展示臂，展示臂与展示臂驱动装置相连，展示臂上设置小吸盘，小吸盘与气泵相连，所述升降台装置、伸缩臂装置、绘图面板驱动装置、带传动装置和自动展示装置均与控制面板相连。
进一步的，所述升降台装置包括升降控制电机，升降控制电机通过升降丝杆与升降台相连，升降台两侧设置立柱，立柱上沿竖直方向设置导向槽，导向槽内设有与升降台侧面相连的导向销。
进一步的，所述伸缩臂装置包括伸缩控制电机，伸缩控制电机通过伸缩丝杆连接悬臂，悬臂上沿水平方向设置导向槽，导向槽内设有与升降台底面相连的导向销。
进一步的，所述绘图面板驱动装置包括绘图控制电机，绘图控制电机与绘图蜗轮蜗杆的蜗杆相连，绘图面板安装在绘图蜗轮蜗杆的蜗轮端面上。
进一步的，所述带传动装置包括齿轮，齿轮包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮与带传动控制电机相连，摩擦链条啮合安装在主动齿轮和从动齿轮上。
进一步的，所述展示臂驱动装置包括展示控制电机，展示控制电机与展示蜗轮蜗杆的蜗杆相连，展示臂安装在展示蜗轮蜗杆的蜗轮端面上。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明凸轮廓线绘制精度高，且实现了凸轮廓线绘制自动绘制；
2、在升降装置准备完毕后，伸缩装置与蜗轮蜗杆上绘图面板的圆周运动相结合，通过控制面板来改变相对运动速度，从而得到不同参数的凸轮廓线，易于改变凸轮廓线参数；
3、可通过带传动装置将图纸运送到指定位置，实现纸张布置的半自动化；
4、在凸轮轮廓曲线绘制完成后，可实现自动展示功能，更加智能化。
附图说明
图1是本发明的整体结构图；
图2是本发明的凸轮廓线绘制组、带传动装置部分的侧视结构图；
图3是本发明的凸轮廓线绘制组、带传动装置部分的俯视结构图；
图4是本发明的自动展示装置部分的侧视结构图；
图5是图4中的A-A视图。
图中：1—齿轮，2—摩擦链条，3—立柱，4—伸缩控制电机，5—升降丝杆，6—伸缩丝杆，7—升降控制电机，8—悬臂，9—绘图笔，10—绘图面板，11—绘图蜗轮蜗杆，12—带传动控制电机，13—底板，14—绘图控制电机，15—展示臂，16—小吸盘，17—展示蜗轮蜗杆，18—气泵，19—展示控制电机，20-升降台。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
本发明的一种基于相对运动原理的参数可调凸轮廓线绘制仪，包括设置在底板13上的凸轮廓线绘制组、带传动装置和自动展示装置。
如图1至3所示，所述凸轮廓线绘制组包括升降台装置，所述升降台装置包括升降控制电机7，升降控制电机7通过升降丝杆5与升降台20相连，升降台20两侧设置立柱3，立柱3上沿竖直方向设置导向槽，导向槽内设有与升降台20侧面相连的导向销。升降台装置的升降台20底面设置伸缩臂装置，所述伸缩臂装置包括伸缩控制电机4，伸缩控制电机4通过伸缩丝杆6连接悬臂8，悬臂8上沿水平方向设置导向槽，导向槽内设有与升降台20底面相连的导向销。伸缩臂装置的悬臂8上设置绘图笔9，绘图笔9下方设有绘图面板10，绘图面板10与绘图面板驱动装置相连，绘图面板驱动装置包括绘图控制电机14，绘图控制电机14与绘图蜗轮蜗杆11的蜗杆相连，绘图面板10安装在绘图蜗轮蜗杆11的蜗轮端面上。绘图面板侧面设有带传动装置和自动展示装置，所述带传动装置包括齿轮1，齿轮1包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮与带传动控制电机12相连，摩擦链条2啮合安装在主动齿轮和从动齿轮上。
如图1、4和5所示，所述自动展示装置包括展示臂15，展示臂15与展示臂驱动装置相连，所述展示臂驱动装置包括展示控制电机19，展示控制电机19与展示蜗轮蜗杆17的蜗杆相连，展示臂15安装在展示蜗轮蜗杆17的蜗轮端面上，展示臂15上设置小吸盘16，小吸盘16与气泵18相连。
其中，所述升降台装置的升降控制电机7、伸缩臂装置伸缩控制电机4、绘图面板驱动装置的绘图控制电机14、自动展示装置的展示控制电机19和气泵18均连接控制面板。
所述带传动装置的传动过程为：通过控制面板带动带传动控制电机12运转，带传动控制电机12带动对应齿轮1转动，啮合在齿轮1上的摩擦链条2也随即转动，通过摩擦力将纸张传送至绘图面板10上指定位置处。实现纸张自动传递。
所述绘图笔9在凸轮廓线绘制前的调节过程为：所述伸缩臂装置开始将绘图笔9伸至指定参数处，接下来在所述升降控制电机7的驱动下升降台装置可以实现同步升降从而实现对绘图笔9的高度控制，当绘图笔9降到指定位置时停止。
所述凸轮廓线绘制组的凸轮廓线绘制过程为:所述绘图控制电机14驱动绘图蜗轮蜗杆11运动，从而使固定于蜗轮上的绘图面板10开始做指定参数的匀速圆周运动。绘图面板10在匀速圆周运动的同时，悬臂8在伸缩控制电机4的带动下开始带动绘图笔9后退，形成了两者的相对运动，即凸轮廓线绘制的主运动，体现在图纸上是凸轮的推程运动阶段；当绘图笔9运动到规定的距离基圆半径最远处，悬臂8停止后退运动，而绘图面板10继续转动，这一指定时间段的运动体现在图纸上是远休止阶段；指定时间段后，悬臂8开始前伸，达到基圆半径后停止，这一阶段体现在图纸上是回程运动阶段；接着绘图笔9以基圆半径作弧，最终与起点重合，这一阶段体现在图纸上近休止阶段。至此，指定参数的凸轮廓线绘制完成。
所述绘图笔9的收回过程为：绘图完毕后，利用机构两侧的升降装置将绘图笔9抬高离开图纸，同时利用伸缩装置将绘图笔收回。
所述自动展示装置的自动展示过程为：所述展示控制电机19带动所述蜗杆转动，从而带动蜗轮转动到指定位置，即固定于蜗轮转盘上的展示臂15随之一起选旋转至指定位置后，所述气泵18利用内外压强差原理控制展示臂15从而利用展示臂15上的小吸盘16将图纸吸起并转动一定角度从而实现自动展示功能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于相对运动原理的参数可调凸轮廓线绘制仪，其特征在于：包括设置在底板(13)上的凸轮廓线绘制组、带传动装置和自动展示装置，所述凸轮廓线绘制组包括升降台装置，升降台装置上设置伸缩臂装置，伸缩臂装置上设置绘图笔(9)，绘图笔(9)下方设有绘图面板(10)，绘图面板(10)与绘图面板驱动装置相连，绘图面板(10)一侧设有带传动装置和自动展示装置，自动展示装置包括展示臂(15)，展示臂(15)与展示臂驱动装置相连，展示臂(15)上设置小吸盘(16)，小吸盘(16)与气泵(18)相连，所述升降台装置、伸缩臂装置、绘图面板驱动装置、带传动装置和自动展示装置均与控制面板相连；
所述升降台装置包括升降控制电机(7)，升降控制电机(7)通过升降丝杆(5)与升降台(20)相连，升降台(20)两侧设置立柱(3)，立柱(3)上沿竖直方向设置导向槽，导向槽内设有与升降台(20)侧面相连的导向销。
2.根据权利要求1所述的一种基于相对运动原理的参数可调凸轮廓线绘制仪，所述伸缩臂装置包括伸缩控制电机(4)，伸缩控制电机(4)通过伸缩丝杆(6)连接悬臂(8)，悬臂(8)上沿水平方向设置导向槽，导向槽内设有与升降台(20)底面相连的导向销。
3.根据权利要求1所述的一种基于相对运动原理的参数可调凸轮廓线绘制仪，所述绘图面板驱动装置包括绘图控制电机(14)，绘图控制电机(14)与绘图蜗轮蜗杆(11)的蜗杆相连，绘图面板(10)安装在绘图蜗轮蜗杆(11)的蜗轮端面上。
4.根据权利要求1所述的一种基于相对运动原理的参数可调凸轮廓线绘制仪，所述带传动装置包括齿轮(1)，齿轮(1)包括主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮与带传动控制电机(12)相连，摩擦链条(2)啮合安装在主动齿轮和从动齿轮上。
5.根据权利要求1所述的一种基于相对运动原理的参数可调凸轮廓线绘制仪，所述展示臂驱动装置包括展示控制电机(19)，展示控制电机(19)与展示蜗轮蜗杆(17)的蜗杆相连，展示臂(15)安装在展示蜗轮蜗杆(17)的蜗轮端面上。
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