平面連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)【市一等獎(jiǎng)】

平面連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.什么是平面連桿機(jī)構(gòu)？2.連桿機(jī)構(gòu)是如何轉(zhuǎn)換運(yùn)動(dòng)形式的？3.嘗試設(shè)計(jì)和制作一些簡(jiǎn)單的連桿傳動(dòng)裝置?，F(xiàn)象與問題雨傘和搖頭風(fēng)扇是家庭生活的常見品。雨傘搖頭風(fēng)扇討論：1.雨傘是如何開啟和收攏的？2.搖頭風(fēng)扇是如何實(shí)現(xiàn)搖頭的？3.你知道雨傘及搖頭風(fēng)扇中各有什么傳動(dòng)機(jī)構(gòu)嗎？連桿機(jī)構(gòu)由若干個(gè)剛性桿件通過轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)（也稱鉸鏈）、移動(dòng)關(guān)節(jié)（也稱滑道）連接而成。如果構(gòu)件（包括桿件和關(guān)節(jié)）上每個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)平面相互平行，則稱為平面連桿機(jī)構(gòu)。連桿機(jī)構(gòu)聽起來很陌生，如果分析一下現(xiàn)象與問題”中的兩個(gè)實(shí)例，對(duì)連桿機(jī)構(gòu)的概念、特點(diǎn)及作用便不難理解雨傘的骨架一般由8條支路組成，每一路都是一個(gè)簡(jiǎn)單的平面連桿機(jī)構(gòu)，其原理簡(jiǎn)化成圖4.14。我們?cè)谟晏鞊伍_雨傘，就是推動(dòng)滑塊沿傘柄向上運(yùn)動(dòng)，讓連桿帶動(dòng)搖桿圍繞位于傘頂?shù)你q鏈中心擺動(dòng)，結(jié)果傘布張開。搖頭風(fēng)扇中也包含了一個(gè)平面連桿機(jī)構(gòu)（原理見圖4.15）。圖4.14、圖4.15中的平面連桿機(jī)構(gòu)有個(gè)共性，即用鉸鏈將4個(gè)桿件連接而成，因此稱為平面四連桿機(jī)構(gòu)。平面四連桿機(jī)構(gòu)中，與機(jī)架相連的桿件稱為連架桿，能繞定軸做整周回轉(zhuǎn)的桿件稱為曲柄，繞定軸做往復(fù)擺動(dòng)的桿件稱為搖桿或擺桿，不與機(jī)架相連的桿件稱為連桿，只做往復(fù)移動(dòng)的桿件稱為滑塊。比較典型的平面四連桿機(jī)構(gòu)有曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（可將曲柄的整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為搖桿的往復(fù)搖擺運(yùn)動(dòng)，見4.16）、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)（可將曲柄的整周回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑塊的直線運(yùn)動(dòng)，見圖4.17）、雙曲柄機(jī)構(gòu)（與機(jī)架相連的兩個(gè)桿件均能做整周轉(zhuǎn)動(dòng)等）。平行四連桿機(jī)構(gòu)的兩組相對(duì)的桿件長(zhǎng)度彼此相等（圖4.18），它是雙曲柄機(jī)構(gòu)的一個(gè)特例，在日常生活中常見。機(jī)器人中的連桿機(jī)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人一般由機(jī)座、腰部、大臂、小臂、手腕等組成（圖4.19）。為了減小運(yùn)動(dòng)慣性和增大小臂的驅(qū)動(dòng)力矩，小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)通常安裝在大臂與腰部的連接關(guān)節(jié)上，通過個(gè)平行四連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)小臂運(yùn)動(dòng)。圖4.20是六足步行機(jī)器人模型，其6條腿分布于機(jī)器人身體兩側(cè)：中間的1對(duì)為主動(dòng)腿，前后2對(duì)為從動(dòng)腿。通過直流電機(jī)，帶動(dòng)同步帶，再驅(qū)動(dòng)中間的2條主動(dòng)腿，主動(dòng)腿通過連桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)使前后4條腿協(xié)同運(yùn)動(dòng)。該六足機(jī)器人能夠完成預(yù)定的直線行走和爬坡（最大爬坡角度15°）任務(wù)。探究嘗試圖4.21為內(nèi)燃