基于Pro／E的机构运动创新设计

第25卷第3期 2006年3月 实验室研究与探索 N 5 M 2嘶 。 案l 基于的机构运动创新设计 朱汉松， 何竞飞 (中南大学机电工程学院，湖南长沙410083) 摘 要：针对机械原理实验设备机构运动创新设计方案实验台，在的虚拟装配。应用出机构的干涉及其各个部件的运动特性，不断 改进实现机构的运动创新设计。 关键词：；构创新设计；虚拟装配 中图分类号：献标识码：A 文章编号：10067167(20o6)28403 E 1 1083， be he be y of of be mE；引 言 2设计 机构运动创新设计方案实验台用于完成基 于机构组成原理的拼装设计实验，实验台提供一组零 件，可以拼装出实现不同运动要求的各种机构，在电机 的驱动下运动。但是拼装的过程很费时，而一般的实 验时间又相对比较短，让实验者很难有足够的时问做 到创新设计。随着计算机的发展为代表m数据库、参数化、基于特征、全相关的概念，因此可以 把机构的设计、拼装、运行、检测都在计算机上实现，把 拼装、拧螺丝的时间放在更加重要的设计和创新上。 运动分析与仿真是计算机辅助工程(不可缺少 的重要环节，中的拼装好的机构进行运动分析与仿真。 收稿日期：20050509 基金项目：湖南省自然科学资金(平面机构与动态仿真)。 作者简介：朱汉松(1980一)，男，广东顺德人，硕士研究生，研究方向 为二次开发和机构设计。E63系人：何竟飞，男，硕士生导师，副教授。机械教研室主任，主要研 究方向为机构设计和测试技术。 21开发实验工具箱 运用的二次开发工具 下新键一个快捷方式进入机构创新设计的实验环境， 设计一个工具箱，把所有的连杆、滑块、螺栓等 零件放在工具箱里面(见图1)，机构拼装时只要从工 具箱里面选择就可以了。 首先，编写工具箱的资源文件有其 他对话框的资源文件然后，编写 ； )； 11函数添加对应不同零件图案的按钮 ；显示并击活按钮 ， 调用此函数显示该普资讯 ，等：基于的机构运动创新设计 285 图1参数化零件工具箱 ”，11 获取模型特征 ；获得要修改参数 ；，将输入值付给参数得到符合 要求的零件 最后，编写(件在下注册，运行。 每点击一种类型零件就出现一个对话框(图2)， 给定所需的大小等参数后就会显示一个新的零件。 图2零件设计对话框 2设计实验环境 首先，用下新建一个菜单， 点击此菜单可以直接进入机构的拼装并且显示 机构运动创新设计方案实验台。 23 在验者从工具箱中选取零件进行虚拟装配，零件 的装配约束选择图3)。连接的类型有1O 种：图3装配控制对话框 装完了之后，进入(见图4)。 盘，船 、四 日 日 譬监 。一： 赫i ： 一 拖 ，三兰享监：矧 = 4仿真界面 击图4红色圈里的键在机构的凸轮处添加伺服 马达着点击按钮新建运动 分析择构就能随着凸轮 的转动而运动，观察各个部件的运动情况和干涉情况， 来判断机构的机构设计是否满足要求，是否合理。当 出现干涉时，干涉部位将显示红色。要是不合理可以 先退出，甚至改变零件的尺寸等，再回到普资讯 ，不断优化直到得出满足要求的机构。 24局部分析 有时候机构的问题只在某一个部分，因此可以针 对该部位进行更加详细的分析，进行局部的改进。在 上图的机架中取横杆上右边的两个滑块作为分析对 象，分析它们在运动过程中的相对位置。新建一个 击按钮，得分析结构见图5： 图5测试结果 of 图中可看出两个滑块有58 (上接第280页) 可以刺激学生运用知识的潜能和积极思维、努力创新 的主观能动性，激发他们学习课程的兴趣。在嵌入式 应用中，嵌入式的游戏开发是一个很吸引学生的项目， 在确定这个项目主题后，可以设计多个分题，如动画的 实现 多任务的协调、路径的选择等，其中涉及到相关 的理论知识，如硬件接口设计及其驱动程序实现、嵌入 式操作系统、数据结构及算法等则由教师讲解，并组织 学生进行讨论。在讨论过程中，学生们可以贡献出他 们从=书本、网络或其它渠道获得的信息与知识，最后得 出一个或多个行之有效的设计实现方案，然后去动手 完成 43课后项目的总结 项目驱动的教学思想，是将新知识分解到一些子 项目 艺中，忽略了知识的系统性、逻辑性和完整性，知 识在学生头脑中还是零散的，因此，在讨论完成以后， 教师还要引导学生对所讨论的结果进行归纳总结，再 结合相关的理论进行讲解。在讲解的过程中，应注意 建立起新知识与已学的旧知识问的联系，以加深学生 对知识的记忆、理解，完成真正意义上的知识结构，并 使知识逐渐系统和完整。 5 结 语 基于项目目标法的教学模式其优越性在于通过实 际项目引入新知识，以实现学生的技能提高与理论知 此这样只要把最右边的实验架右移58。 3 结 语 把机构运动创新实验在 实验者更好的掌握了过 运用的二次开发和运动仿真功能，就完全把机 构运动创新设计实验在电脑上实现，机构的运动非常 逼真，不需要安装传感器就能方便的测出不同的数据 进行分析，更加有利于设计和创新，因此很值得推广。 参考文献： 1孙江宏，黄小龙，高宏001M北京：中国铁道出版社，2004 2 张继春北京：北京大学出 版社2003 3李博轩+60开发指南M北京：清华大学出版社， 2000 【4 白师贤商等机构学M七海：上海科学技术出版社，1998 5 z湖 南长庆科教仪器有限公司 6孙恒，傅则绍机械原理M北京：高等教育出版社，1999 7梁崇高，阮平生连杆机构的计算机辅助设计M北京：机械工业 出版社1986 识同步增长的目的，充分激发学生学习的原动力。通 过项目的实施，让学生体验获得成功的乐趣和前所未 有的成就感。这种教学方法较好地培养了学生分析问 题、解决问题的能力以及综合应用知识的能力，提高了 教学效果。 参考文献： 1严明良，文盂莉“项目导人法”在电工电子教学中的运用J 南京工业职业技术学院学报2003，3(1)：6971 2郑胜林，潘保昌一种进行课程设计教学的项目集成法J高 等工程教育研究2003(4)：79据0 3 马升灯实验项目开放的探索与实践J实验技术与管理J 2004，21(1)：180183 4 邵 波，赵忠令项目教学在实用性人才培养中的应用初探 J南京工程学院学报(社会科学版)2003，3(3)：3439 f 5 张楚文，吴 锐项目实践教学与研究性学习互动的敦育模式研 究J邵阳学院学报(社会科学版)2004，3(4)：136138 6 戴烽，李剑飞基于项目的教学模式与大学生实践能力的培养 J南昌高专学报2(砌3(4)：4446 7 李喜贵，等以创新理念设置挑战型实验项口J实验室研究 与探索2004，23(1