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实验一、机构运动参数的测试和分析实验
一、实验目的
1．掌握机构运动的周期性变化规律，并学会机构运动参数如位移、速度和加速度等的测试原理和方法；
2. 学会运用多通道通用实验仪器、传感器等先进实验技术手段开展实验研究的方法；
3. 利用计算机对平面机构动态参数进行采集、处理，作出实测的动态参数曲线，并通过计算机对该平面机构的运动进行数值仿真，作出相应的动态参数曲线，从而实现理论与实际的紧密结合。
二、实验内容
1.测试曲柄导杆机构、曲柄滑块机构、凸轮机构等机构的构件转角、移动位移等运动参数；
2．比较实测参数曲线与理论仿真曲线的差异。
三、实验仪器
QTD-III型曲柄、导杆、凸轮组合实验台
该组合实验装置，只需拆装少量零部件，即可分别构成四种典型的传动系统。他们分别是曲柄滑块机构、曲柄导杆机构、平底直动从动杆凸轮机构和滚子直动从动杆凸轮机构。具体结构示意图如下图所示。
（a）曲柄滑块机构
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（b）曲柄导杆机构
（c）平底直动从动件凸轮机构
（d）滚子直动从动件凸轮机构
1、同步脉冲发生器 2、涡轮减速器 3、曲柄 4、连杆 5、电机 6、滑块 7、齿轮 8、光电编码器 9、导块
10、导杆 11、凸轮 12、平底直动从动件 13、回复弹簧 14、滚子直动从动件 15、光栅盘
四、实验原理
本实验仪由单片机最小系统组成。外扩 16 位计数器，接有 3 位 LED 数码显示器可实时显示机构运动时曲柄轴的转速，同时可与 P C 机进行异步串行通讯。 在实验机构动态运动过程中，滑块的往复移动通过光电脉冲编码器转换输出具有一定频率（频率与滑块往复速度成正比），０－５伏电平的两路脉冲，接
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入微处理器外扩的计数器计数，通过微处理器进行初步处理运算并送入 P C 机进行处理，P C 机通过软件系统在CRT上可显示出相应的数据和运动曲线图。
机构中还有两路信号送入单片机最小系统，那就是角度传感器（同步脉冲发生器）送出的两路脉冲信号。其中一路是光栅盘每２0。一个角度脉冲，用于定角度采样，获取机构运动线图；另一路是零位脉冲，用于标定采样数据时的零点位置。机构的速度、加速度数值由位移经数值微分和数字滤波得到。与传统的R-C电路测量法或分别采用位移、速度、加速度测量仪器的系统相比，具有测试系统简单，性能稳定可靠、附加相位差小、动态响应好等特点。
五、实验操作步骤
<一>、系统联接及启动 1、连接RS232通讯线
本实验必须通过计算机来完成。将计算机 Rs232 串行口，通过标准的通讯线，连接到 QTD-Ⅲ 型组合机构实验仪背面的 Rs232 接口，如果采用多机通讯转换器，则需要首先将多机通讯转换器通过 Rs232 通讯线连接到计算机，然后用双端插头电话线，将 QTD-Ⅲ 型组合机构实验仪连接到多机通讯转换器的任一个输入口。
2、启动机械教学综合实验系统
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如果用户使用多机通讯转换器，应根据用户计算机与多机通讯转换器的串行 接口通道，在程序界面的右上角串口选择框中选择合适的通道号（COM1或COM2）。 根据运动学实验在多机通讯转换器上所接的通道口，点击“重新配置”键，选择 该通道口的应用程序为运动学实验，配置结束后，在主界面左边的实验项目框中， 点击该通道“运动学”键，此时，多机通讯转换器的相应通道指示灯应该点亮， 运动学实验系统应用程序将自动启动。如图 6 所示，如果多机通讯转换器的相应通道指示灯不亮，检查多机通讯转换器与计算机的通讯线是否连接正确，确认通讯的通道是否是键入的通讯口（COM1或COM2）点击图 6 中间的运动机构图象， 将出现如图 7 的运动学机构实验系统界面，点击串口选择，正确选择（COM1， COM2，）点击数据选择键，等待数据输入。
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