自動注水機電一體化演示儀設計

馬棟棟等

【摘 要】對于機械專業的學生，課堂上學到的只是理論知識，不能得到及時的應用，具體的工作原理和狀態不能親身體會。為解決這一問題，本文設計了一種適合于機械專業機電傳動課程的自動注水機電一體化演示儀。該演示儀由機械結構和控制系統組成，可以實現整箱水的分次傳輸和分裝到多個小容器中的功能。其機械結構包括可伸縮導軌、蝸輪蝸桿電機、齒輪齒條等，控制系統包括繼電器、行程開關、電磁閥等。該演示儀可以演示齒輪齒條傳動、行程開關、時間繼電器控制等作用過程，真實生動，具有較好的教學實用價值。

【關鍵詞】機電一體化；實驗裝置；行程控制；時間控制

0 引言

對于機械專業的學生，在學習專業知識中，課堂上學到的只是理論知識，不能得到及時的應用，具體的工作原理和狀態不能親身體會[1-3]。為解決這一問題，本作品設計了一種適合于機械專業機電傳動課程的自動注水機電一體化演示儀。

通過上網查閱資料可得，目前國內自動注水機電一體化演示儀還沒有出現在課堂教學中，本作品結合了教師在教學中存在的問題，使之方便教學并且提高上課效率[4-6]。

1 方案設計

本設計包括傳輸系統、分裝系統、注水系統。傳輸系統主要由導軌構成，并用兩塊亞克力板支撐，分裝系統包括水杯、電磁閥和轉盤，注水系統包括水桶和電磁閥。整體結構圖如圖1所示。

1.1 傳輸系統

（1）可伸縮導軌

可伸縮導軌，長為357mm，可拉出的長度為139mm，可伸縮導軌用于固定中間的那塊板，其中，板的作用是放傳輸容器，將可伸縮導軌通過螺母連接固定在兩側的亞克力板上。可移動，可控制傳輸容器距離轉盤的位置，使之更為方便的完成傳輸功能。

（2）齒輪齒條傳動

齒輪齒條傳動，在兩只導軌連接的板的下面安裝長為357mm的齒條，齒輪的模數為1.5，齒數為17。齒輪齒條傳動是將齒輪的回轉運動轉變為齒條的直線往復運動，或將齒輪的往復直線運動轉變為齒輪的回轉運動。齒輪傳動依靠主動齒輪和從動齒輪的嚙合，傳遞動力。并且傳遞動力大，工作平穩，效率高。

1.2 分裝系統

如圖2所示，轉盤是由4層圓盤組成的，直徑為200mm，從上至下，厚度分別為5mm，2 mm，10mm，2mm。其中，第一層，均勻分布直徑為60mm的杯槽，用于固定小容器的位置，第二層用于支撐杯體以及遮擋轉盤內部結構，防止水進入轉盤影響轉盤正常運行，第三層為轉座導軌，使轉盤的旋轉更方便，第四層用于固定蝸輪蝸桿電機和平穩轉盤。最下面用四個角鋁固定起來讓蝸輪蝸桿電機有一定的安放空間，最后將角鋁固定在地板上。

1.3 注水系統

注水系統，如圖3所示，注水系統是由水桶架，水桶和電磁閥組成的。水桶架高為340mm，水桶的直徑為130mm，高度為160mm，在水桶的底部安裝1個電磁閥，控制水流的通斷。

2 結論

本文設計的自動注水機電一體化演示儀，其價值在于它不但實現整箱水的分次傳輸和分裝到多個小容器中的功能，還能演示齒輪齒條傳動、蝸輪蝸桿電機工作、行程開關、時間繼電器控制等作用過程。其作為一種新型教具，可以把抽象的理論知識化為具體的實物展示，操作簡單，方便教學，能夠活躍課堂氣氛，提高學生的積極性，進而提高教學效果，因此，將會具有良好的教學實用價值。

【參考文獻】

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[4]秦曾煌.電工學（上冊）[M].7版.北京：高等教育出版社，2009.

[5]秦曾煌.電工學（下冊）[M].7版.北京：高等教育出版社，2009.

[6]楊黎明.機電傳動控制技術[M].國防工業出版社，2007.

[責任編輯：曹明明]