本期动图|视频下载立即下载


来自越南的设计师Nguyen Duc Thang在业余时间,使用Inventor绘制了1700多个经典机械结构,并将其制作为动态仿真视频,目的是让更多初学者了解这些机械结构的运动原理。由于这些视频发布在国外视频网站,国内基本无缘访问,微小网决定在今后逐一将这些视频发布出来,并加上翻译说明,方便各位设计师的学习和研究。

这1700多个经典机械结构中,有大量的机械结构并不是常见的,但是却包含着精密的机械知识,有非常高的学习价值。

由于微小网编辑才疏学浅,对这些机械结构的翻译和解释并不准确,微小网欢迎大家通过评论、邮件等方式发布更详细的结构解析文字。同时,我们也欢迎各位设计师将这些机械结构只作为3D模型,方便其他人的学习和理解。

微小网对发布详细文字解说的设计师奖励20-50微积分/次,对发布包含运动仿真机械结构3D模型的设计师奖励100微积分/次。

经典机械结构动图赏析第132期,将极坐标转化成直角坐标、三等分角罗盘、定极求积仪1、线性求积仪、平面运动控制1a、平面运动控制1b、平面运动控制2a、平面运动控制2b、平面运动控制1c、平面运动控制1d等共十个。


1.将极坐标转化成直角坐标(Converting polar coordinates to Cartesian coordinates)


[MP4 480p] Converting polar coordinates to Cartesian coordinates.gif


调整蓝色旋钮A输入极角增量DA。

调整橙色旋钮R输入半径增量DR。

X显示沿着X轴的增量DX=DR*cos(DA)

Y显示沿着Y轴的增量DY=DR*sin(DA)

粉色齿条上的销在X和Y凹槽中滑动。

两曲柄-滑块机制确保橙色旋钮和黄色齿轮的旋转角相等。

可以进行反向运动。


2.三等分角罗盘(Compass for angle trisection)


[MP4 480p] Compass for angle trisection.gif


通过连接三个相似的反平行四边形创建罗盘。

相似比为2.

规定:

0是左边第一根叉,

1是第二根叉,......

3是最后一根叉,

A1是叉1和叉0间的夹角。

A2是叉2和叉0间的夹角。

A3是叉3和叉0间的夹角。

罗盘维持关系:Ai=i*A1

i=1,2,3

例如:A2=2A1;A3=3A1


3.定极求积仪1(Polar planimeter 1)


[MP4 480p] Polar planimeter 1.gif


确定任意二维平面形状(红色)的面积的工具。

沿着形状外围移动触针B,绿色辊柱给出两个值:

B1:初始位置角

B2:最终位置角

F=L*R*(B1-B2)

L=BC

R:绿色辊柱滚动圆的半径

辊柱旋转轴必须平行于BC。


4.线性求积仪(Linear planimeter)


[MP4 480p] Linear planimeter.gif


确定任意二维平面形状(红色)的面积的工具。

蓝色杆只可以沿着与蓝色辊柱轴垂直的直线线性移动。

沿着形状外围移动触针B,绿色辊柱给出两个值:

B1:初始位置角

B2:最终位置角

F=L*R*(B1-B2)

L=BC

R:绿色辊柱滚动圆的半径

辊柱旋转轴必须平行于AB。


5.平面运动控制1a(Planar motion control 1a)


[MP4 480p] Planar motion control 1a.gif


橙色物体在平面运动中有三个自由度:两个线性和一个角位移。

此机制可以处理两个线性位移。

物体中心坐标A(x,y)和活塞末端坐标B(t,0),C(0,s)的关系:

x=t,y=s

x和t沿着Ox轴测量。


6.平面运动控制1b(Planar motion control 1b)


[MP4 480p] Planar motion control 1b.gif


粉色物体在平面运动中有三个自由度:两个线性和一个角位移。

此伸缩绘图器可以处理两个线性位移。

物体中心坐标A(x,y)和活塞末端坐标B(t,0),C(0,s)的关系:

x=(t+s*cosA)/2

y=(s+t*cosA)/2

A是X轴和Y轴间的夹角

x和t沿着X轴测量。

如果A=90°,x=t/2,y=s/2。



7.平面运动控制2a(Planar motion control 2a)


[MP4 480p] Planar motion control 2a.gif


粉色物体在平面运动中有三个自由度:两个线性和一个角位移。

两个白色执行器处理两个线性位移。


8.平面运动控制2b(Planar motion control 2b)


[MP4 480p] Planar motion control 2b.gif


粉色物体在平面运动中有三个自由度:两个线性和一个角位移。

两个白色执行器通过一个伸缩绘图器(两个紫色和两个蓝色杆)处理两个线性位移。


9.平面运动控制1c(Planar motion control 1c)


[MP4 480p] Planar motion control 1c.gif


橙色物体在平面运动中有三个自由度:两个线性和一个角位移。

此机制可以处理两个自由度。

物体中心A(x,y):

左侧马达通过螺钉-螺母传动控制x值。

右侧马达通过齿条-小齿轮传动控制y值。

物体的角位置不稳定,需要一个控制装置控制(未显示)。


10.平面运动控制1d(Planar motion control 1d)


[MP4 480p] Planar motion control 1d.gif


橙色物体在平面运动中有三个自由度:两个线性和一个角位移。

此机制可以处理两个线性自由度x,y。

物体中心A坐标:

x=r*cosψ

y=r*sinψ

低处马达控制r值。

高出马达控制ψ值。

物体的角位置不稳定,需要一个控制装置控制(未显示)。