机构运动创新实验指导书

机构运动方案创新设计实验机构运动方案创新设计实验引言机构运动是指由几个刚性连杆组成的机械系统，通过合理设计和控制，能够实现复杂的运动轨迹。

机构运动在机械设计、工程控制等领域有着广泛的应用，例如机械臂、自动化装置和生物仿生机器人等。

为了不断推动机构运动技术的创新发展，本文将介绍一项针对机构运动方案的创新设计实验。

实验目的本实验旨在通过创新设计机构运动方案，探索新的机构构型和运动控制方法，提高机械系统的性能和运动精度。

通过开展该实验，可以培养学生的创新思维和设计能力，并为机构运动技术的进一步发展提供科学依据。

实验内容本实验包括以下几个主要内容：1. **机构运动方案设计**：根据给定的运动任务，设计适合的机构运动方案。

可以考虑传动机构、杆件长度比例、驱动方式等因素，以满足运动要求。

2. **模型建立与分析**：利用计算机辅助设计软件，对设计的机构运动方案进行建模和分析。

通过解析方法或数值模拟，预测机构运动的轨迹、速度和加速度等性能指标。

3. **运动控制方案设计**：根据机构运动方案的特点和要求，设计相应的运动控制方案。

可以采用经典的控制方法，如PID控制器，或者使用先进的控制算法，如神经网络控制或模糊控制等。

4. **系统搭建与实验验证**：根据设计的机构运动方案和控制方案，搭建机械系统实验平台。

通过实际实验验证运动性能和控制效果，对设计方案进行优化和改进。

实验步骤1. **确定运动任务**：在实验前确定机构运动的具体任务要求，包括运动轨迹、速度要求和精度要求等。

2. **机构运动方案设计**：根据运动任务要求，采用创新的思维设计机构运动方案。

可以参考已有的机构构型，也可以探索新的构型。

3. **模型建立与分析**：利用计算机辅助设计软件，建立机构运动方案的数学模型。

通过解析方法或数值模拟，对机构运动性能进行分析和预测。

4. **运动控制方案设计**：根据机构运动方案的特点和要求，设计相应的运动控制方案。

机构运动创新设计方案实验报告实验报告：机构运动创新设计方案一、引言在现代科技的快速发展下，机构运动在各个领域中得到广泛的应用。

机构运动是指通过构建一系列架构、链接和驱动来实现物体的特定运动方式。

本实验旨在开发一种创新的机构运动设计方案，以提高机构系统的效率和性能。

二、实验目标1. 设计一种能够实现特定运动方式的机构系统，并验证其效果。

2. 通过对机构系统的优化，提高其运动效率和性能。

3. 分析机构系统的运动原理和特点，探讨其应用前景。

三、实验方法1. 设计和构建机构系统：基于机械原理和运动学知识，设计并构建一种机构系统，以实现特定的运动方式。

2. 制作实验样本：使用3D打印技术或其他材料制作出机构系统的实验样本。

3. 进行运动实验：通过施加外力或输入动力，观察机构系统的运动过程，并记录关键参数。

4. 优化机构系统：根据实验结果，对机构系统的结构和驱动方式进行优化，提高其运动效率和性能。

四、实验结果与分析经过多次实验和优化，我们得到了一种创新的机构运动设计方案。

通过调整机构系统的结构和驱动方式，我们成功实现了特定的运动方式，并达到了预期的效果。

通过实验观察和参数记录，我们得到了机构系统的运动特点和性能。

与传统的机构运动方式相比，我们的设计方案具有以下优点：1. 精确度和稳定性：通过优化机构结构和驱动方式，我们的设计方案能够实现更精确和稳定的运动，减小误差和波动。

2. 高效性：通过改进机构系统的传动和驱动机制，我们的设计方案能够提高运动效率，减少能量损失。

3. 可控性和可调节性：我们的设计方案允许用户对运动参数进行调整和控制，以满足不同场景和需求的运动要求。

4. 可扩展性和灵活性：基于我们的设计方案，可以进一步扩展和改进机构系统，以适应更复杂和多样化的运动需求。

五、结论和展望本实验成功设计并优化了一种创新的机构运动方案，通过实验验证了其效果和性能。

我们的设计方案在精确度、稳定性、高效性、可控性和可扩展性方面具有优势，具有较大的应用潜力。

实验12 机构组合创新操作训练实验12.1 机构组合创新操作训练实验指导书一、实验目的1. 通过对各种机构的操作与分析训练，提高学生的工程实践能力和动手能力；2. 加深学生对机构组成原理的认识，结合机构组合方法认识机构的组成情况；3. 加强对机构的认识和运用机构的能力，培养学生的创新意识和创新设计能力。

二、实验设备1. 常见的一些机构模型介绍如下：机构模型的种类较多，图12-1为50多种金属制机构模型，系哈尔滨军事工程学院1954年设计，其运动构件用优质碳素钢制作，机架用铸铁制作，底板用木材制作。

图12-2为20种机壳底板用PVC 工程塑料制作的机构模型，其转动件用铝合金及钢材制作。

图12-1 50多种金属制机构模型图12-2 20种工程塑料制机壳机构模型2. 本实验中，在陈列柜里可供参观的组合机构主要有：串联机构、并联机构和复合机构等，其名称如下：（1）凸轮-蜗轮蜗杆机构；（2）联动凸轮组合机构1；联动凸轮组合机构2；（3）扇形齿轮；（4）凸轮连杆组合机构；（5）叠加机构；（6）凸轮齿轮组合机构；（7）齿轮连杆组合机构；关于上述机构的基本介绍在陈列柜中都有，请同学们在参观时结合所学机构组合方法详细观看。

3. 本实验所用的各种基本机构及组合机构的实用模型主要有：（1）A1曲柄滑块泵；A2 曲柄摇块泵；A3 曲柄摇杆泵；A4 转动导杆泵；A5 摆动导杆泵；A6 剪床机构；A7 差动轮系机构；A8 浮动盘联轴节；A9 齿轮直线机构；A10 齿轮摇杆机构。

（2）B1 抛光机；B2 装订机机构；B3 牛头刨床；B4 颚式破碎机；B5 步进输机；B6 假肢膝关节机构；B7 机械手腕部机构；B8 简易冲床；B9 铆钉机构；B10 制动机构。

（3）D1 叠加机构；D2 双曲机构；D3 内槽轮机构；D4 滚子推杆心型凸轮机构；D5 斜齿轮传动机构；D6 减速器；D7 齿轮间歇机构；D8 2K周转轮系机构；D10 心型磨轮机构；D11 扇形齿轮机构；D12 摩擦轮机构；D13 正弦机构；D14 直线槽轮机构；D15 行星机构；D16 等径凸轮机构；D17 450螺旋传动机构；D18 圆锥齿轮传动机构；D19 齿轮传动往复运动机构；D20 空间机构；D21 安全离合器机构；D22 齿轮连杆机构；D23 摆动滑块机构；D24 椭圆仪；D25 渐开线凸轮机构；D26 直线运动机构；D27 连杆棘轮机构；D28 差动螺旋机构；D29 滑道轴节机构；D30 三平杆传动机构；D31 万向接头；D32 双冲头机构；D33 偏心凸轮机构；D34偏心往复运动机构；D35 急回机构；D36 椭圆齿轮机构；D37 2K-H周转轮系机构；D38 三档齿轮变速机构；D39 蜗杆蜗轮传动机构；D40 往复圆柱凸轮机构；D41 槽轮机构；D42 机器人爬杆机构；D43 摇动导杆急回机构；D44 反馈机构；D45 900螺旋齿轮传动机构；D46 差速器；D47 轮轴传动机构；D48 运动合成机构；D49 偏心调速器机构；D50 行星机构Ⅱ。

实验七机构创新实验一、实验目的1.加强学生对平面机构组成原理的认识，进一步了解结构组成及其运动特性，进一步掌握机构运动方案构型的各种创新设计方法。

2.通过机构的拼接，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。

二、实验设备SNJCX-1型机构运动创新组合设计实训台。

本装置是由铝型材实训台架、交流减速电机、直线电机、电源控制箱、直线电机控制箱和实训零件等组成。

图Ⅰ实训台台架1.实训台架实训台台架是由22根长短不同的铝型材组装而成。

台架中8根立柱铝型材导轨2，可沿X轴方向左右移动。

移动前用内六角扳手旋松上、下横梁4和6上的角铝5的内六角紧固螺钉，然后同时移动立柱2的上下部分（注意：不要倾斜）到需要的位置后，再将立柱2与上、下横梁4和6靠紧再旋紧立柱角铝5的内六角紧固螺钉（注意：立柱角铝5的内六角紧固螺钉只需旋松即可，不允许将其旋下）。

立柱铝型材2的前面和右面凹槽中有固定螺母，可在立柱2上沿Y轴方向移动，移到需要的位置，只需将零件用内六角螺钉打紧即可。

按上述方法移动位置，就可在台架X、Y平面内确定机构各个零件的位置。

更换机构，只需拧松内六角紧固螺钉后，换置即可。

机构组装快速、方便。

减速电机通过电机底座固定在台架底座1上，电机通过减速器减速和调速器调节，可使转速在0～10r/m i n范围内变化，这样可以根据机构的情况和自己的需要来控制电机的转速。

2.减速电机电源控制箱的操作、使用说明电源控制箱是给减速电机提供电源并控制电机转速的，使用前首先把控制箱上电源开关打到“关”的方向，把调速器的开关打到“0”位置，并把调节旋钮逆时针旋置最小，然后把电源控制箱通过电源线连接到电源。

使用时，首先将电源开关打到“开”的方向，通电后调速器“Power”指示灯亮，然后把调速器的开关打到“-”位置，再慢慢顺时针调节调速器旋钮使机构慢慢运动，确保没有问题后，再根据需要选择合适的转速。

3.直线电机的使用说明直线电机安装在实训台台架底部。

目录一、实验目的 (1)二、实验任务 (1)三、实验原理 (1)四、实验设备 (2)五、实验内容 (3)1、牛头刨床机构 (3)2、内燃机机构 (4)3、精压机机构 (4)4、两齿轮-曲柄摇杆机构 (5)5、两齿轮-曲柄摆块机构 (6)6、喷气织机开口机构 (6)7、双滑块机构 (7)8、冲压机构 (8)9、插床机构 (8)10、筛料机构 (9)11、凸轮-连杆组合机构 (9)12、凸轮-五连杆机构 (10)13、行程放大机构 (11)14、冲压机构 (11)15、双摆杆摆角放大机构 (12)六、实验方法与步骤 (12)一、实验目的1、机构创新设计与运动分析实验是综合性实验，在掌握机构组成原理、基本机构的类型、结构、设计知识的基础上，以ＺＢＳ－Ｃ机构创意设计实验台作为操作平台，进行机构创新设计实验；2、培养学生运用创新思维方法，遵循机械设计的基本法则，对机构运动系统方案进行设计与研究。

以期通过实验使学生创新意识、综合设计能力得到加强，实验技能得到提高。

二、实验任务1、选用工程机械中各种平面机构运动简图，在ＺＢＳ－Ｃ机构创新设计实验台搭接、运行，满足机构运动要求。

２、根据设计机构创新方案、画出机构运动简图，在ＺＢＳ－Ｃ机构创新设计实验台搭接、运行，满足机构设计要求。

三、实验原理1、杆组的概念由于平面机构具有确定运动的条件是机构的原动件数目与机构的自由度数相等，因此机构由机架、原动件和自由度为零的从动件系统通过运动副联接而成。

将从动件系统拆成若干个不可再分的自由度为零的运动链，称为基本杆组，简称杆组。

根据杆组的定义，组成平面机构杆组的条件是：F=3n-2pL-pH=0其中构件数n，高副数PH和低副数PL都必需是整数。

由此可以获得各种类型的杆组。

当n=1,PL=1,PH=1 时即可获得单构件高副杆组，常见的有如下几种：图 3-1 单构件高副杆组因此满足上式的构件数和运动副数的组合为：n=2,4,6……，PL=3，6，9……。

机构系统创新组合实验指导书机械原理及机械设计教研室于潇雁叶仲和陈亮林诚忠实验五机构系统创新组合一、实验目的1. 加强学生对机构组成原理的认识，进一步了解机构组成及其运动特性，为机构创新设计奠定良好的基础。

2. 增强学生对机构的感性认识，培养学生的工程实践及动手能力；体会设计实际机构时应注意的事项；完成从运动简图设计到实际结构设计的过渡。

3. 培养学生创新意识及综合设计的能力。

二、设备和工具一）设备：创新组合模型两组一组机构系统创新组合模型（包括4个架）基本配置所含组件如下：1．接头接头分单接头和组合接头两种：单接头有5种形式，组合接头有4种形式。

（1）单接头J1螺纹分左旋和右旋两种。

方头的侧面上，为12×12方通孔。

（2）单接头J2螺纹分左旋和右旋两种。

方头的侧面上，为φ12圆通孔。

（3）单接头J3螺纹全部为右旋，方头的侧面上为12×12方通孔，且螺杆端有一段φ12的过渡杆，根据长度的不同分为6种，即：从短至长适应一到六层的分层需要，便于不同层次联接选择。

（4）单接头J4为L形状，两垂直面上，一面为方通孔，另一面为圆通孔。

（5）单接头J5有一方孔，其两垂直右旋螺杆上有一端带有φ12圆柱，根据圆柱长度不同分为6种，即：从短至长适应一到六层的分层需要，便于不同层次联接选择。

（6）组合接头J1/J7有两种，J1与J7之间可相对旋转。

两种组合接头组合形状一样，但其中一种为一右旋和一左旋螺纹，另一种为两左旋螺纹。

（7）组合接头J6/J4，J6与J4之间可相对旋转。

其中：J6为一带方孔的方块。

（8）组合接头J6/J7，J6与J7之间可相对旋转。

其中：J6为一带方孔的方块。

接头J1 接头J2接头J3 接头J1/J7接头J4接头J5接头J6/J4接头J6/J72．连杆（1）连杆为正方形杆件，可套入接头的方孔内进行滑动和固定，共有7种不同长度，可用于各种拼接。

杆长在60~300 mm内能分段无级调整，超过300 mm的杆可另行组装而成。

机构运动方案创新设计的实验报告实验报告：机构运动方案创新设计一、实验目的1.学习机构运动的基本原理和构造形式；2.掌握机构运动方案创新设计方法；3.通过实验研究，设计出一种新的机构运动方案。

二、实验原理1.机构运动原理：机构运动是指利用固定的机构构造使物体在规定的轨迹上进行运动的方法。

根据运动轨迹分为直线运动和曲线运动。

根据构造形式又分为平面机构、空间机构、举重机构等；2.机构运动方案创新设计方法：（1）确定需求：需求分析是机构运动方案创新设计的第一步，通过深入了解所需机构的特点、机构的应用场景、操作人员需求等，明确设计方向。

（2）设计构思：通过对需求的深入理解，团队成员可以进行设计构思，提出各种机械运动方案和机构选型建议。

（3）原理评估：对每种机械运动方案进行工作原理评估，选出最为合理的运动方案（4）仿真设计：运用计算机辅助设计和仿真软件对设计进行仿真和模拟，检验所设计的机构运动方案的数据精度、较差，以及运动可控性。

（5）实验验证：经过仿真、模拟的机构运动方案，还需要进一步地进行实验验证，验证其实际的性能和适用性。

三、实验过程1.确定需求：本次实验要求设计一种新型的简单跳板机构，可用于乒乓球发球机，模拟手动发球，可适应多个方向的运动。

2.设计构思：本次实验为踢踏课程设计的简单跳板机构，设计适用于Pedal sports课的，故设计一种简单、轻量化、易于携带和使用的机构。

经过讨论、比较，最终确定了一种名为“两杆三组件”的跳板机构。

该机构由两杆杆件和三组组件构成：小滑块、卡门和支架，通过卡门与滑块的收放实现运动控制。

该机构可以通过拆卸、组装来实现机械结构的快速调配，适合于在不同应用场景下使用。

3. 原理评估：对机械运动方案进行评估，最终选出两杆三组件的方案。

该方案由于结构简单，控制灵活，且构造方便，易于集成，故符合所需的基本要求。

4.仿真设计：通过计算机辅助设计和仿真技术进行模拟，确保所造出的样本在直线区间符合前后合理选段。

机构运动方案创新设计实验一、方案背景随着现代社会的发展，人们生活节奏加快，工作压力增大，导致身体健康问题日益突出。

机构为了关爱员工健康，提高工作效率和员工综合素质，需要设计一种创新的运动方案。

二、方案目标1. 提高员工身体素质和免疫力；2. 缓解员工压力，改善心理健康；3. 增强员工团队合作意识和凝聚力；4. 提高员工自我管理能力。

三、方案内容1. 晨间瑜伽晨间瑜伽是一种非常适合上班族的运动方式。

机构可以在公司场地或者室内空间设置专门的瑜伽区域，每天早晨定时开展晨间瑜伽活动。

通过这种方式可以缓解员工上班前的紧张情绪和身体僵硬感。

2. 午间跑步午间跑步是一种简单有效的锻炼方式。

机构可以安排午餐时间后，在公司周围或者附近公园开展集体跑步活动。

通过跑步可以消耗多余脂肪和增强心肺功能。

3. 晚间舞蹈晚间舞蹈是一种有趣的运动方式，可以提高员工的协调性和灵活性。

机构可以在公司场地或者室内空间设置专门的舞蹈区域，每天晚上定时开展晚间舞蹈活动。

通过跳舞可以缓解员工一天的疲劳和紧张情绪。

4. 健身房健身房是一种综合性的运动方式，可以满足员工不同类型的锻炼需求。

机构可以在公司内部或者附近租赁场地建立健身房，提供器械、瑜伽、有氧等多种锻炼方式。

四、方案实施1. 制定详细计划根据机构实际情况和员工需求制定详细计划，包括运动时间、地点、内容等方面。

2. 建立专门小组建立专门小组负责运动方案实施和管理，包括人员安排、场地布置等方面。

3. 宣传推广通过内部通知、宣传海报等方式宣传推广运动方案，鼓励员工积极参与。

4. 监督评估建立监督评估机制，定期对运动方案进行评估和调整，确保方案的有效性和可持续性。

五、方案效果1. 提高员工身体素质和免疫力；2. 缓解员工压力，改善心理健康；3. 增强员工团队合作意识和凝聚力；4. 提高员工自我管理能力。

六、总结通过创新的运动方案设计，可以提高员工身体素质和心理健康水平，增强员工团队合作意识和凝聚力，促进机构发展。

机构运动创新设计实验一、 实验目的：1、培养学生对机械系统运动方案的整体认识，加强学生的工程实践背景的训练，拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识、综合设计及工程实践动手能力。

2、通过机构的拼接，在培养工程实践动手能力的同时，可以发现一些基本机构及机械设计中的典型问题，通过解决问题，可以对运动方案设计中的一些基本知识点融会贯通，对机构系统的运动特性有一个更全面的理解。

3、加深学生对平面机构的组成原理、结构组成的认识，了解平面机构组成及运动特性，进一步掌握机构运动方案构型的各种创新设计方法。

二、实验设备及工具：1、创新组合模型一套，包括组成机构的各种运动副、构件、动力源及一套实验工具。

设备名称：ZBS-C机构运动创新设计方案实验台，实验台组件清单如下：ZBS-C 机构运动创新方案设计实验台组件清单序号 名称示意图规格数 量备注1 齿 轮M=2,α=20° Z=28、35、42、56 各3共12 D=56㎜;70㎜; 84㎜;112㎜ 2凸轮基圆半径R=20㎜升回型; 行程30㎜ 33齿条M=2 α=20°34 槽轮4槽15拨盘双销，销回转半径R=49.5㎜ 1 6主动轴15㎜ 30㎜ 45㎜60㎜ 75㎜ 4 4 3 2 2序号名 称示意图规 格 数 量 备 注7 从动轴（形成回转副）15㎜ 30㎜ 45㎜60㎜ 75㎜8 6 6 4 4L= L=8 从动轴（形成移动副）15㎜ 30㎜ 45㎜60㎜ 75㎜8 6 6 4 49转动副轴（或滑块）L=5㎜3210复合铰链Ⅰ（或滑块）L=20㎜811 复合铰链Ⅱ（或滑块）L=20㎜812 主动滑块插件40㎜55㎜1113 主动滑块座114 活动铰链座Ⅰ螺孔M816可在杆件任意位置形成转-移副15活动铰链座Ⅱ螺孔M516可在杆件任意位置形成移动副或转动副 16 滑块导向杆（或连杆）L=330㎜417 连杆Ⅰ100㎜ 110㎜ 150㎜160㎜ 240㎜ 300㎜ 12 12 8 8 8 8 序号名 称 示意图 规 格数 量备 注 18 连杆ⅡL 1=22㎜ L 2=138㎜819 压紧螺栓M564L= L= L=20 带垫片螺栓M54821 层面限位套4㎜ 7㎜ 10㎜ 15㎜30㎜ 45㎜ 60㎜ 6 6 20 40 20 20 1022紧固垫片（限制轴回转）厚2㎜孔￠16，外径￠222023 高副锁紧弹簧324 齿条护板625 T 型螺母20用于电机座和行程开关座的固定 26 行程开关碰块127 皮带轮628 张紧轮329 张紧轮支承杆330 张紧轮销轴3序号名 称 示意图规 格数 量备 注31 螺栓ⅠM10×15632 螺栓ⅡM10×206L=33 螺栓Ⅲ M8×15 1634 直线电机 10㎜/s 1 带电机座及安装螺栓/螺母35 旋转电机 10r/min 3 带电机座及安装螺栓/螺母36 实验台机架 机架内可移动立柱5根，每根立柱上可移动滑块3块。