机构组合创新设计方法及其实例
机械创新设计_第五章 机构的组合与创新设计
C B
E
I型串联组合
A D F
前置机构中做简单运动的构件与后置机构的 原动件连接。 原动件连接。
Z1
B C
Z2
A D
II型串联组合 II型串联组合
前置机构中做复杂运动的构件与后置机构的 原动件连接。 原动件连接。
组合实例： 组合实例：
C B
减少连杆机构的速度
A D
z2
B
A
改变滑块的运动规律
C
D
第四节 计
1、选定附加机构与基础机构，确定附加机构 选定附加机构与基础机构， 与基础机构之间的连接方法。 与基础机构之间的连接方法。或者附加机构的 输出构件与基础机构的哪一个构件连接。 输出构件与基础机构的哪一个构件连接。 2、II型叠加组合机构中，动力源安装在基础 II型叠加组合机构中， 型叠加组合机构中 机构的可动构件上， 机构的可动构件上，驱动附加机构的一个可动 构件，按附加机构数量依次连接即可。 构件，按附加机构数量依次连接即可。
2、附加机构封闭基础机构的两个输入运 动或两个输出运动简便易行， 动或两个输出运动简便易行，工程中的应用最 为广泛。 为广泛。 3、附加机构封闭基础机构的一个输入 构件和一个输出构件，把输出运动再反馈回输 构件和一个输出构件， 入构件。 入构件。
C
I 型封闭组合机构
D A B F
III 型封闭组合机构
2、机构的叠加组合分类
输入 附加机构
1)
基础机构 输出
I型叠加机构 I型叠加机构
输入 附加机构
输出
2)
基础机构 输入
II型叠加机构 II型叠加机构
I型叠加机构 1) I型叠加机构
B C
附加机构
基础机构
机构组合创新设计实验
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4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的 错儿。 04:01:1 104:01: 1104:0 1Sunda y, August 23, 2020
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5、知人者智，自知者明。胜人者有力 ，自胜 者强。 20.8.23 20.8.23 04:01:1 104:01: 11Aug ust 23, 2020
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6、意志坚强的人能把世界放在手中像 泥块一 样任意 揉捏。 2020年 8月23 日星期 日上午4 时1分1 1秒04: 01:1120 .8.23
本搭接实验及训练是在具有六根立柱的机 架上完成的。配有旋转电动机和直线电动机， 以输出直线运动和旋转运动；配有齿轮、凸轮、 带轮、槽轮等零件，通过搭接可完成直线、旋 转、往复、间歇等运动传递；配有连杆、滑块 座及连接零件，可搭接成各种执行机构。机构 搭接完成后可通电运转以检验其创造结果。
四、主要零部件功能
L固定长度
销轴
2
端螺栓3
销轴2
连杆4
a)
固紧螺栓 L可变长度
连杆4
b)
图3 转动副的连接
铰链座5
3．移动副的拼接
如图4所示，将带有扁头的销轴2的扁头坎入连杆的槽 中，另一端圆柱插入另一连杆的孔中，销轴2的两端头 均用带有凸台的端螺栓固定。该销轴可在连杆的槽中 滑动相当于滑块。
连杆4 连杆4 端螺栓3
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1、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。20.8. 2320.8. 23Sunday, August 23, 2020
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2、阅读一切好书如同和过去最杰出的 人谈话 。04:0 1:1104: 01:1104 :018/2 3/2020 4:01:11 AM
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3、越是没有本领的就越加自命不凡。 20.8.23 04:01:1 104:01 Aug-20 23-Aug-20
机构组合创新设计案例
机构组合创新设计案例你有没有过这样的烦恼？想养些花花草草让家里有点生机，可老是忘记给它们浇水，结果花花草草们都变得无精打采的。
我就有过这样的经历，不过后来我灵机一动，搞了个超酷的自动浇花机构组合，现在我的花们都活得可滋润啦！一、整体构思我先想啊，这个自动浇花装置得有个能储存水的地方，就像个小水库一样。
然后呢，得有办法让水按照我想要的速度和量流到花盆里。
再就是，这个装置得知道什么时候该浇水，什么时候不该浇。
二、机构选择与组合1. 水箱储存水源的“大胃王”我找了个大塑料桶，这就是我的水箱啦。
它就像一个耐心等待的大水怪，默默地储存着足够的水。
这个塑料桶很普通，就是家里以前装东西剩下的，不过它的容量还挺大的，能装个十几升水呢。
2. 滴灌管精准送水的“小细管”滴灌管是这个组合里很关键的部分。
我在网上买了一些便宜的滴灌管，这些小细管就像一个个小吸管。
我把滴灌管的一端连接到水箱的底部，另一端呢，就放在花盆里。
滴灌管上有很多小小的滴头，水就会一滴一滴地从这些滴头里流出来，这样就能很精准地控制浇到花盆里的水量了。
就好像每个滴头都是一个小小的水龙头，而且是那种超级节约的水龙头。
3. 定时器聪明的浇水“小管家”这可是个很智能的家伙。
我买了一个简单的电子定时器，它可以设定在每天的某个时间打开和关闭水流。
比如说，我设定它每天早上8点开始浇水，每次浇水10分钟。
这样，不管我在不在家，这个定时器就像一个小管家一样，到点了就会让水从水箱通过滴灌管流到花盆里。
这个定时器就像一个会看时间的小精灵，让整个浇花过程变得井井有条。
4. 水位传感器警惕的“水侦探”（可选）为了防止水箱里的水没了我还不知道，我还加了个水位传感器。
这个水位传感器就像一个潜伏在水箱里的水侦探。
当水箱里的水位低到一定程度的时候，它就会发出信号。
我把这个信号连接到一个小灯上，当灯亮的时候，我就知道该给水箱加水了。
不过这个部分相对来说比较高级一点，如果不想那么复杂，也可以时不时自己去看看水箱的水位。
机械创新设计-5-机构创新设计
2.双滑块机构机架变异—— a—双滑块机构—椭圆绘图仪 b—双转块机构——十字滑块联
轴器 C—正弦机构——测量 D—正切机构——测量
5.3 机构变异设计
5.3.1 机架变异
3.其它机构机架变异—— 定轴轮系——行星轮系 螺旋传动变异——固定不同零件 a—螺母固定—丝杆移动+转动 b—丝杆转动——螺母移动 C—丝杆固定——螺母移动+转动 D—螺母转动——丝杆移动
双曲柄机构——起重、堆料、传送物件—E点近似直线
CD转动180°
E点近似直线移动
5.3 机构变异设计 5.3.1 机架变异
2.含一个移动副的四杆机构机架变异—— 曲柄滑块机构变异— b-d 曲柄导杆机构 —e移动导杆
机构 汽车自动卸料机构——a双摇杆机构—b曲柄摇杆机构
曲柄
5.3 机构变异设计
——主动拨盘变速转动——减小槽轮转速不均 匀性
曲柄旋转一周——滑块往复两次—— ——六杆机构——A点轨迹8字形曲线
5.2 机构组合创新设计方法
5.2.1 机构串联组合方法
2.使组合机构具有各基本机构的特性 串联组合—V带+齿轮+棘轮+螺旋等传动
原动机——单向等速回转 ——输出件—低速、单向、间歇、直线运动
第5章 机构创新设计
一个好的机械原理方案能否实现，机构设计 是关键。机构设计中最富有创造性、最关键的 环节，是机构形式的设计。
机构创新设计
5.1 简单动作功能机构设计 5.2 机构组合创新设计方法 5.3 机构变异设计 5.4 机构再生运动链方法
5.1 简单动作功能
——用来实现运动和力的简单转换
第五章-机构的组合与创新设计
图5-25 并联组合示意图 a）I型并联 b）II型并联 c） III型并联
机构的组合与创新设计
I型并联：共同输出
III型并联： 共同输入 共同输出
机构的组合与创新设计
二、并联组合的基本思路
串联机构组合目的主要是改变后置机构的运动速度或运动 规律，而并联机构组合目的主要是实现运动的分解或运动的合 成，有时也可改变机构的动力性能。其基本原则如下： 1、对称并联相同的机构，可实现机构的平衡
机构的组合与创新设计
3、I型叠加机构的连接方式较为复杂，但也有规律性。
B C
附加机构
基础机构
电机
D 基础机构
A
齿轮机构为附加机构，连杆机构为基 础机构，则输出齿轮+输入连杆相连。
附加机构
123与系杆为附加机构，45与系杆为 基础机构，则附加机构的系杆与基础 构件齿轮相连。
机构的组合与创新设计
第六节 机构的封闭组合与创新设计
机构的组合与创新设计
连接级杆组 连接RPR型杆组
+
图5-15 连接RRP和RRP杆组形式
机构的组合与创新设计
3R3RⅢ级杆组连接到三个原动件和机架上，称为机器人 领域的并联机器人
杆组类型很多,把基本杆组连接到原动件和机架 上可组成新机构。把基本杆组再连接到机构的从动件 和机架上可组成复杂机构。
机构的组合与创新设计
图示压片机由三个互不连接工作的机构组成， 各机构之间的运动必须满足协调关系
机构的组合与创新设计
3）各基本机构互相连接的组合
各基本机构通过某种连接方法组合在一起，形成一个较复杂 的机械系统，这类机械是工程中应用最广泛、也是最普遍的。
基本机构的连接组合方式主要有：串联组合、并联组合、 叠加组合和封闭组合等。其中串联组合是应用最普遍的组合。
机构的组合与创新设计案例
机构的组合与创新设计案例话说，我有个朋友，他特别喜欢养花，但是呢，他老是因为忙或者忘记给花浇水，搞得那些花有时候都奄奄一息的。
这可咋整呢？于是我就灵机一动，给他设计了一个自动浇花的小机构。
一、机构组合的基础部件。
1. 储水部分水桶。
首先得有个地方存水吧。
我就找了一个旧水桶，那种不大不小，大概能装个十升水的水桶。
这个水桶就像是整个自动浇花机构的“大水库”，是水源的供应站。
它就放在花盆旁边的小架子上，位置稍微高一点，这样水就能靠重力流到花盆里啦。
2. 控制水流的阀门简易水龙头。
从水桶出来的水可不能像洪水一样一下子都灌到花盆里呀。
我就把一个简易的水龙头拧在了水桶的底部出水口上。
这个水龙头就像是一个小卫士，能控制水流的大小。
刚开始的时候，我试了好几个水龙头，有的拧起来特别费劲，有的又太松，水流控制不好。
最后选了一个大小合适，旋转起来比较顺滑的，就像给这个小机构找到了一个靠谱的“流量管理员”。
3. 定时装置闹钟改造。
光有能流水的阀门还不行，得让它按照一定的时间间隔来浇水呀。
我手头有个旧闹钟，就是那种指针式的闹钟。
我把闹钟拆了一部分，只留下了时针和分针那一套机械装置。
然后呢，我在分针上绑了一根小绳子，这根绳子另一头系在水龙头的开关上。
当闹钟的分针转到特定的位置，就会拉动绳子，从而打开水龙头浇水。
这个闹钟改造的定时装置，就像是这个浇花小机构的“大脑”，告诉它什么时候该干活了。
不过呢，这个装置一开始不太准，有时候分针还没到位置，绳子就有点松松垮垮的，后来我又调整了好几次绳子的长度和紧度，才让它正常工作。
二、创新设计部分。
1. 水分感应装置自制简易湿度计。
我想啊，有时候花可能不需要浇水呢，要是不管三七二十一就按照定时浇水，可能会把花给淹死。
于是我就自己做了一个简易的湿度计。
我找了两片不同的金属片，把它们插在花盆的土里。
因为不同的金属在不同湿度环境下的导电性是不一样的。
然后我用一个小电路，把这两片金属片和闹钟的电路连接起来。
第五章-机构组合原理与创新
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3）前置机构为齿轮机构
齿轮机构
连杆机构
齿轮机构 齿轮机构 齿轮机构
凸轮机构 齿轮机构 槽轮机构
齿轮机构 华中棘农轮业大机学构
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2、 II型串联
II型串联机构一般利用连杆机构中的连杆或周转轮系 中的行星齿轮作为前置机构的输出构件，利用联接 处的特殊轨迹，使输出件实现所需要的运动规律。
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王树王树才才
作业：1）利用机构组合创新原理，对导杆式牛头刨床提出改进方案
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机构的叠加组合示意图
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机构叠加组合一般各子机构设计成单自由度机构， 便于控制，实现水平移动一般采用油缸、气缸，齿 轮齿条、履带传动等，实现垂直移动一般采用油缸、 气缸，X型连杆机构、螺旋机构等，实现转动一般 采用齿轮机构、带、链等绕性传动等，实现平面运 动常采用平行四边形导引机构等
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2、 II 型复合式组合机构
II 型复合式机构组合属于构件并接式组合， 基本机构与两个附加机构联接。
机构组合创新设计方法及其实例PPT(16张)
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8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。
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9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。
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10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。
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11、人生就像是一个马尔可夫链，你的未来取决于你当下正在做的事，而无关于过去做完的事。
4、世界上只有想不通的人，没有走不通的路。将帅的坚强意志，就像城市主要街道汇集点上的方尖碑一样，在军事艺术中占有十分突出的地位。
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5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。
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6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。
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7、时间就像一张网，你撒在哪里，你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。
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18、无论是对事还是对人，我们只需要做好自己的本分，不与过多人建立亲密的关系，也不要因为关系亲密便掏心掏肺，切莫交浅言深，应适可而止。
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19、大家常说一句话，认真你就输了，可是不认真的话，这辈子你就废了，自己的人生都不认真面对的话，那谁要认真对待你。
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20、没有收拾残局的能力，就别放纵善变的情绪。
二、机构并联组合方法
I型并联
II型并联
较小的汽缸推力可产生很大的工作压力
III型并联
三、机构复合组合方法
能实现滑块3复杂的运动规律
四、机构叠加组合方法
将一个机构安装在另一个机构的某个运动构件上； 机构输出运动是各机构输出运动的合成。
五、机构反馈组合方法
从主机构的运动过程中提取出信息，实时地输入到 主机构中去，使其运动情况产生适当的变化。
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1) 机构串联组合方法 2) 机构并联组合方法 3) 机构复合组合方法 4) 机构叠加组合方法 5) 机构反原有机构的运动特性;
使组合机构具有各基本机构的特性。
主动件曲柄旋转一周时， 滑块往复运动两次。
使组合机构具有各基本机构的特性。
二、机构并联组合方法
I型并联
II型并联
较小的汽缸推力可产生很大的工作压力
III型并联
三、机构复合组合方法
能实现滑块3复杂的运动规律
四、机构叠加组合方法
将一个机构安装在另一个机构的某个运动构件上； 机构输出运动是各机构输出运动的合成。
五、机构反馈组合方法
从主机构的运动过程中提取出信息，实时地输入到 主机构中去，使其运动情况产生适当的变化。