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实验一、机构运动参数的测试和分析实验

一、实验目的

1．掌握机构运动的周期性变化规律，并学会机构运动参数如位移、速度和

加速度等的测试原理和方法；

2.学会运用多通道通用实验仪器、传感器等先进实验技术手段开展实验研

究的方法；

3.利用计算机对平面机构动态参数进行采集、处理，作出实测的动态参数

曲线，并通过计算机对该平面机构的运动进行数值仿真，作出相应的动态参数曲

线，从而实现理论与实际的紧密结合。

二、实验内容

1.测试曲柄导杆机构、曲柄滑块机构、凸轮机构等机构的构件转角、移动位

移等运动参数；

2．比较实测参数曲线与理论仿真曲线的差异。

三、实验仪器

QTD-III型曲柄、导杆、凸轮组合实验台

该组合实验装置，只需拆装少量零部件，即可分别构成四种典型的传动系统。

他们分别是曲柄滑块机构、曲柄导杆机构、平底直动从动杆凸轮机构和滚子直动

从动杆凸轮机构。具体结构示意图如下图所示。

（a）曲柄滑块机构

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（b）曲柄导杆机构

（c）平底直动从动件凸轮机构

（d）滚子直动从动件凸轮机构

1、同步脉冲发生器2、涡轮减速器3、曲柄

4、连杆5、电机6、滑块

7、齿轮8、光电编码器9、导块

10、导杆11、凸轮12、平底直动从动件

13、回复弹簧14、滚子直动从动件15、光栅盘

四、实验原理

本实验仪由单片机最小系统组成。外扩16位计数器，接有3位LED数码

显示器可实时显示机构运动时曲柄轴的转速，同时可与PC机进行异步串行通

讯。在实验机构动态运动过程中，滑块的往复移动通过光电脉冲编码器转换输

出具有一定频率（频率与滑块往复速度成正比），０－５伏电平的两路脉冲，接

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入微处理器外扩的计数器计数，通过微处理器进行初步处理运算并送入PC机

进行处理，PC机通过软件系统在CRT上可显示出相应的数据和运动曲线图。

机构中还有两路信号送入单片机最小系统，那就是角度传感器（同步脉冲发

0

生器）送出的两路脉冲信号。其中一路是光栅盘每２。一个角度脉冲，用于定

角度采样，获取机构运动线图；另一路是零位脉冲，用于标定采样数据时的零点

位置。机构的速度、加速度数值由位移经数值微分