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    自動注水機電一體化演示儀設(shè)計

    2015-10-22 11:04:12馬棟棟等
    科技視界 2015年30期
    關(guān)鍵詞:實驗裝置機電一體化

    馬棟棟等

    【摘 要】對于機械專業(yè)的學生,課堂上學到的只是理論知識,不能得到及時的應用,具體的工作原理和狀態(tài)不能親身體會。為解決這一問題,本文設(shè)計了一種適合于機械專業(yè)機電傳動課程的自動注水機電一體化演示儀。該演示儀由機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成,可以實現(xiàn)整箱水的分次傳輸和分裝到多個小容器中的功能。其機械結(jié)構(gòu)包括可伸縮導軌、蝸輪蝸桿電機、齒輪齒條等,控制系統(tǒng)包括繼電器、行程開關(guān)、電磁閥等。該演示儀可以演示齒輪齒條傳動、行程開關(guān)、時間繼電器控制等作用過程,真實生動,具有較好的教學實用價值。

    【關(guān)鍵詞】機電一體化;實驗裝置;行程控制;時間控制

    0 引言

    對于機械專業(yè)的學生,在學習專業(yè)知識中,課堂上學到的只是理論知識,不能得到及時的應用,具體的工作原理和狀態(tài)不能親身體會[1-3]。為解決這一問題,本作品設(shè)計了一種適合于機械專業(yè)機電傳動課程的自動注水機電一體化演示儀。

    通過上網(wǎng)查閱資料可得,目前國內(nèi)自動注水機電一體化演示儀還沒有出現(xiàn)在課堂教學中,本作品結(jié)合了教師在教學中存在的問題,使之方便教學并且提高上課效率[4-6]。

    1 方案設(shè)計

    本設(shè)計包括傳輸系統(tǒng)、分裝系統(tǒng)、注水系統(tǒng)。傳輸系統(tǒng)主要由導軌構(gòu)成,并用兩塊亞克力板支撐,分裝系統(tǒng)包括水杯、電磁閥和轉(zhuǎn)盤,注水系統(tǒng)包括水桶和電磁閥。整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

    1.1 傳輸系統(tǒng)

    (1)可伸縮導軌

    可伸縮導軌,長為357mm,可拉出的長度為139mm,可伸縮導軌用于固定中間的那塊板,其中,板的作用是放傳輸容器,將可伸縮導軌通過螺母連接固定在兩側(cè)的亞克力板上??梢苿?,可控制傳輸容器距離轉(zhuǎn)盤的位置,使之更為方便的完成傳輸功能。

    (2)齒輪齒條傳動

    齒輪齒條傳動,在兩只導軌連接的板的下面安裝長為357mm的齒條,齒輪的模數(shù)為1.5,齒數(shù)為17。齒輪齒條傳動是將齒輪的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)辇X條的直線往復運動,或?qū)X輪的往復直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪的回轉(zhuǎn)運動。齒輪傳動依靠主動齒輪和從動齒輪的嚙合,傳遞動力。并且傳遞動力大,工作平穩(wěn),效率高。

    1.2 分裝系統(tǒng)

    如圖2所示,轉(zhuǎn)盤是由4層圓盤組成的,直徑為200mm,從上至下,厚度分別為5mm,2 mm,10mm,2mm。其中,第一層,均勻分布直徑為60mm的杯槽,用于固定小容器的位置,第二層用于支撐杯體以及遮擋轉(zhuǎn)盤內(nèi)部結(jié)構(gòu),防止水進入轉(zhuǎn)盤影響轉(zhuǎn)盤正常運行,第三層為轉(zhuǎn)座導軌,使轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)更方便,第四層用于固定蝸輪蝸桿電機和平穩(wěn)轉(zhuǎn)盤。最下面用四個角鋁固定起來讓蝸輪蝸桿電機有一定的安放空間,最后將角鋁固定在地板上。

    1.3 注水系統(tǒng)

    注水系統(tǒng),如圖3所示,注水系統(tǒng)是由水桶架,水桶和電磁閥組成的。水桶架高為340mm,水桶的直徑為130mm,高度為160mm,在水桶的底部安裝1個電磁閥,控制水流的通斷。

    2 結(jié)論

    本文設(shè)計的自動注水機電一體化演示儀,其價值在于它不但實現(xiàn)整箱水的分次傳輸和分裝到多個小容器中的功能,還能演示齒輪齒條傳動、蝸輪蝸桿電機工作、行程開關(guān)、時間繼電器控制等作用過程。其作為一種新型教具,可以把抽象的理論知識化為具體的實物展示,操作簡單,方便教學,能夠活躍課堂氣氛,提高學生的積極性,進而提高教學效果,因此,將會具有良好的教學實用價值。

    【參考文獻】

    [1]孫桓,陳作模,葛文杰.機械原理[M].8版.北京:高等教育出版社,2012.

    [2]濮良貴,紀名剛.機械設(shè)計[M].7版.北京:高等教育出版社,2001.

    [3]馬丹萍,李勇,梁勤歐.無線遙控智能小車的運動模擬及軌跡繪制[J].浙江師范大學學報:自然科學版,2015,38(1):116-120.

    [4]秦曾煌.電工學(上冊)[M].7版.北京:高等教育出版社,2009.

    [5]秦曾煌.電工學(下冊)[M].7版.北京:高等教育出版社,2009.

    [6]楊黎明.機電傳動控制技術(shù)[M].國防工業(yè)出版社,2007.

    [責任編輯:曹明明]

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