平面连杆机构的创新设计

16.1 实验目的

1. 加深对机构组成原理和机构运动方案设计的认识； 2. 了解平面连杆机构的应用；

3. 培养创新意识和机构创新设计能力； 4. 了解专利检索方法。

16.2 实验设备和工具

创新组合模型一套（或Fischer创意模型若干）。

16.3 实验要求和内容

玻璃窗启闭机构创新设计。

设计要求：

1) 窗扇外形长宽尺寸为800mm400mm（根据模型中构件模块尺寸情况，可按比例缩小或放大），采用平面连杆机构实现其启闭； 2) 3) 4) 5)

窗扇可自窗槛开启90；

操纵窗扇启闭的平面连杆机构有一个引动件（即原动件），并能支持窗扇的重量； 连杆机构必须具有良好的传动性能（即较大的传动角）；

窗扇在关闭位置时，连杆机构的所有部分必须隐蔽在窗扇与窗槛之间，且不能延伸至窗槛外侧，延伸至室内的部分亦应尽可能小。

 设计内容：

1) 确定机构运动方案，绘制机构简图； 2) 机构运动设计，确定各构件运动尺寸；

3) 利用模型提供的构件和运动副模块搭接出实物机构，并进行运动效果的评价。 要求检索相关专利，以供参考。

16.4 参考方案

图16.1 铰链四杆机构运动方案 图16.2 曲柄滑块机构运动方案

四杆机构运动方案：如图16.1和16.2所示。前者采用铰链四杆机构，引导构件为连杆3（即窗框），当窗框由全开位置回到关闭位置时需对其施加转矩，且整个窗框的重量仅由连杆3承受；后者采用曲柄滑块机构，引导构件为连杆3（即窗框），滑块可沿窗槛移动，因而可支持窗框的重量，但关闭窗框仍需作用一转矩。

六杆机构运动方案：如图16.3至16.5（均已有实际应用）。

(a) 装置示意图 (b) 机构示意图

图16.3 司蒂芬Ⅲ型六杆机构运动方案

(a) 装置示意图 (b) 机构示意图

图16.4 司蒂芬Ⅲ型六杆机构（贝莱机构）运动方案（1969年美国专利）

(a) 装置示意图 (b) 机构示意图

图16.5 司蒂芬Ⅰ型六杆机构运动方案（1957年美国专利，船舱窗用）

16.5 实验报告

(1) 填写完成下表内容

实验16：平面连杆机构的创新设计实验报告 学生姓名 实验日期 学 号 成 绩 组 别 指导教师 机构运动方案（机构简图）及运动尺寸：

简要说明：

(2) 实验心得和建议