空间机构运动方案创新设计实验台 Experimental platform for innovative design of spatial mechanism motion schemes

京工科业 JG JX-KJ 型 空间机构创新组合及虚拟演示实验台

空间机构创新组合及虚拟演示实验台 是根据高等院校 机械 类专业实验改革需要，按照现代 机械原理 和结构理论设计的以提高学生空间 机构 的设计能力、工程实践能力为目的的一种多功能模块化实验台。本实验台采用虚拟演示和动手操作相结合，生动形象的向学生展示各种空间机构，为他们今后的学习和研究打下坚实的基础。
主要特点：
1. 将实验台的运动构件最大限度的一件多用，节约了实验场地和资源。
2. 本虚拟软件专门为空间机构而设计的，能够真实形象地完成 30 种机构运动的三维动画演示。
3. 本实验台涉及空间机构多，学生可以通过实验对空间机构具体化形象化，为今后的学习研究打下基础。
实验台主要技术参数：
1 、直流减速 电机   ：功率： 90W ，调速范围 0-120r/min
2 、虚拟软件光盘一张
3 、实验台机架一个。
4 、虚拟仿真教学系统
机械实训安全教育虚拟仿真软件：本软件基于 unity3d 开发，软件采用三维漫游的形式，可通过键盘控制移动，鼠标控制镜头方向，设有机械安全距离实验，机械安全保护装置实验、机械安全防护设计基础考核，实验进行时，三维漫游画面采用箭头与脚印图案提示移动至实验位置，机械对象周围圆圈显示了工作半径，实验过程伴有三维机器人的对话框提醒。
A 、机械安全距离实验内容包括防止上下肢触及危险区的安全距离实验（内分 2 种围栏高度与开口大小），选择进入后，镜头前弹出 GB23821-2009 《机械安全防止上下肢触及危险区的安全距离》要求，错误示范：实验过程为人体进入机械对象工作半径受到伤害后，血色画面与语音提醒收到机械伤害，并回至原位并进行下一实验，最终一步为正确做法。
B 、机械安全保护装置实验分为安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪等保护装置实验，可选类别（安全输入、安全控制、安全输出、其他）、生产厂家、产品列表（安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、安全护栏）。安装位置有蓝色闪烁框架提醒，实验流程：选择安全护栏并安装、选择安全连锁开关（或选择安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪）并安装、选择安全控制器并安装至 电气控制箱、选择安全继电器并安装至电气控制箱、点击电气控制箱上的启动按钮。若进入危险区域时，系统将提示报警音，且机械对象停止工作，选择电气控制箱上的复位按钮可停止。
C 、机械安全防护设计基础考核要求完成机械安全系统的安装，正确安装安全护栏、安全联锁开关、安全光幕、安全垫、安全激光扫描仪、安全控制器、安全继电器、 24V 电源、信号灯及急停按钮，考核分为十个考核点，部分考核点有 3 个选项，由学生自由选择，最终 10 项考核点选好后，提交确认，系统自动得出总分数以及各考核点的得分情况。
D 、软件须为整体同一平台，不得以单独的资源展现。
E 、同时为客户提供本软件的 VR 安装包方便用户拓展为 VR 实验， VR 设备及软件安装调试不需提供。
机械装配与 钳工 装配虚拟仿真软件：本软件基于 unity3d 开发，可选 6 级画质，设有减速器、 轴系 结构的设计与虚拟拆装、常见机械机构设计与仿真，机构资源库，典型机械机构（汽油机发动机的虚拟拆装），软件为一个整体软件，不能为一个个单独的资源。
A. 减速器设计与虚拟拆装界面可选涡轮蜗杆圆锥齿轮减速器、二级展开式圆柱齿轮减速器、圆锥圆柱齿轮减速器、同轴式圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、一级圆柱齿轮减速器。
涡轮蜗杆圆锥齿轮减速器：进入软件后自动播放装配内容，视频中各步骤均有文字说明
二级展开式圆柱齿轮减速器：进入软件后采用视频的形式播放内容，视频内容应包含：零件名称（扫描二维码可看零部件名称）、拆装演示（包含拆卸、装配）、虚拟拆装（包含整体、低速轴、中速轴、高速轴、箱盖、箱座）
圆锥圆柱齿轮减速器、同轴式圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、一级圆柱齿轮减速器：点击进入后自动跳转到 edrawings 界面， 模型 均为三维模型，通过点击零部件显示零部件名称，可 360° 全方位旋转、放大、缩小、平移，同时可通过移动零部件功能，将整个减速器进行拆卸组装，同时可以选择主页按钮回到减速器最初始的状态。圆锥齿轮减速器、一级圆柱齿轮减速器增加了插入横断面功能，可自由拖动横断面观察减速器内部结构。
B. 轴系结构的设计及虚拟拆装界面可选零件认知、拆装演示、实战操作。
1 、零件认知：内设斜齿轮、无孔端盖、联轴器、联轴器键、轴、齿轮键、带孔端盖、轴套、深沟球轴承的三维模型与零件名称，任意零件均可进行 360° 旋转
2 、拆装演示：内置 2 个案例，将鼠标移动到某一零件位置时（底座与轴承座除外），该零件自动放大，并显示零件名称，设有拆卸与装配按钮，功能由软件自动完成轴系结构拆卸与装配。三维场景均可进行 360° 全方位旋转、放大、缩小、平移。
3 、实战操作：三维零件整齐摆放于桌面，由学生手动选择对应的零件并移动至轴系结构上，摆放顺序正确且位置正确时零件才能安装上去，设有重新开始按钮，方便学生重新进行虚拟实验。将鼠标移动到某一零件位置时（底座与轴承座除外），该零件自动放大，并显示零件名称。
C 、常见机械机构设计与仿真可选铰链四杆机构设计与分析、 I\II 型曲柄摇杆机构设计与分析、偏置曲柄滑块机构设计与分析、曲柄摆动导杆机构设计与分析、铰链四杆机构轨迹综合、偏心直动滚子推杆 凸轮 、对心直动平底推杆凸轮。
1 、各个机构应当能输入相对应的参数，由软件自动计算参数，并可进行运动仿真和自动绘制曲线图。
D 、机构资源库可选平面连杆机构 11 种、凸轮机构 5 种、齿轮机构 6 种、传动机构 8 种、加紧机构 11 种、轮系机构 6 种、其他机构（机械设备模拟） 8 种
E 、汽油机发动机的虚拟拆装可选曲轴箱装拆演示、曲轴箱虚拟装配、配气系装拆演示、配气系虚拟装配
1 、曲轴箱装拆演示与配气系装拆演示均设有拆卸按钮、装配按钮、重新开始、分解观察按钮，将鼠标移动到某一零件位置时，该零件自动放大，并显示零件名称，功能由软件自动完成轴系结构拆卸与装配。使用分解观察按钮时，曲轴箱或配气系三维模型自动展示爆炸图，可进行 360° 全方位旋转、放大、缩小、平移
2 、曲轴箱虚拟装配与配气系虚拟装配的三维零件均整齐摆放于桌面，均由学生手动选择对应的零件并移动至机构上，当摆放顺序正确且位置正确时零件才能安装上去，设有重新开始按钮，方便学生重新进行虚拟实验。将鼠标移动到某些零件位置时，自动显示零件名称。
实验内容：
1 、圆锥 齿轮传动
2 、螺旋齿轮传动
3 、链传动
4 、圆锥齿轮 - 螺旋齿轮传动
5 、螺旋齿轮 - 圆锥齿轮传动
6 、螺旋齿轮 - 单十字轴万向联轴器
7 、圆锥齿轮 - 单十字轴万向联轴器
8 、螺旋齿轮 - 双十字轴万向联轴器
9 、圆锥齿轮 - 双十字轴万向联轴器
10 、螺旋齿轮 - 蜗杆蜗轮
11 、圆锥齿轮 - 螺杆蜗轮
12 、螺旋齿轮 - 螺杆蜗轮 - 单十字轴万向联轴器
13 、圆锥齿轮 - 蜗牛蜗轮 - 单十字轴万向联轴器
14 、螺旋齿轮 - 双十字轴万向联轴器 - 蜗杆蜗轮
15 、圆锥齿轮 - 双十字轴万向联轴器 - 蜗杆蜗轮
16 、圆锥齿轮 - 槽轮机构
17 、球面槽轮机构
18 、萨勒特（ SARRUT ）机构（ 3R-3R 空间六杆机构）
19 、 RSSR 空间曲柄摇杆机构
20 、 RCCR 联轴器
21 、 RCRC 揉面机构
22 、圆锥齿轮 - 平面槽轮及球面槽轮
23 、叠加机构
24 、 RRSC 机构
25 、棘轮机构
26 、齿轮齿条机构（两种）
27 、盘形凸轮机构
28 、圆柱凸轮间歇运动机构
29 、 RRRCRR 机构 。