學過《機械設計》的朋友們都會知道,在設計之前,要(yào)明確設計的(de)目的,為了什麽而(ér)設計,要達到什(shí)麽效果。各位新手朋友們看到我給的這個“看似(sì)複雜”的題目,肯定會問(wèn),為什麽要選這個做題目?直線模組滑台有什麽用?
直線模組用處可大了呢。
先看單個直(zhí)線(xiàn)模組的情況:其實各種各(gè)樣的(de)直線運動,能夠承載物體,起到傳力、傳動作用的,都可以認為是廣義的直線模組:
電動扶梯(tī):
回轉壽司:
生產線:
高端一點(diǎn)的(de):原子力顯微鏡,探針和原子表麵的距離要求很嚴(yán)格,所以需要非(fēi)常精密的直線模組驅動探針的上下運動:
單個直線模組隻有一個方向的運動(dòng),因此功能有限。如(rú)果我(wǒ)們把直(zhí)線模(mó)組當成一個坐標軸,那組合兩個、三個坐標軸,組成的空間就成(chéng)為了坐標係,也就可以有更大範圍的運動,比如這樣:
大家可(kě)以看到,底下有兩個(gè)滑台做支撐,但(dàn)從運動關(guān)係的角度,兩個滑台和一個滑台是一樣的,這兩個滑(huá)台的運動是同步、不獨立的。而上麵這一個滑台(tái)的滑塊(kuài)運動與下麵的滑台之間沒有關(guān)係,因而上下兩個(gè)滑台是(shì)獨立的(專業點叫做:線性無關)。兩個滑台用兩個電機帶動就可以讓滑塊在XY平麵任意走,我(wǒ)們說這個滑塊有兩個自由度。
如果(guǒ)把三個滑台放在(zài)同一個麵(miàn)裏麵呢?(想想,有沒有人這(zhè)樣做?)一個麵裏的三個向量一定線性相關,因此同樣隻能實現平麵運動,多浪費了一(yī)套滑台,這就是最簡單的線性代數原理在機構(gòu)中的應用。
兩軸滑台可以比單軸滑台多做許多的事情了:
比如激光切割
現(xiàn)在的(de)激光切割(gē)技術可以切鋁板(bǎn)、鋼板(bǎn)等金屬板材,亞(yà)克力、木板、皮革、紙張等非金屬材(cái)料。大家淘寶上常見的(de)各種木板拚裝模型就是激(jī)光切割做的,激光切割(gē)效率高,省時省力:
寫字機器人,需要的運動也是兩軸的(de)運動(抬筆先不考慮),因此也是用兩軸滑(huá)台可以實現(xiàn)的:
工業上,最傳統(tǒng)的數控車床就是典型的(de)兩軸運動(dòng):
再(zài)增加一個軸,三軸(zhóu)運動,可以(yǐ)做的事情就(jiù)很多(duō)很多了:
比如3D打印:
數控加工中心:
親民一點的:抓娃娃機
可以說,幾乎(hū)所有的機(jī)械運(yùn)動,都是從最基本的直線運動和旋轉運動衍生出來的。所以大家(jiā)才會把直線滑台當成基(jī)本的機械係統模塊,做好拿出來賣。因為應用實在是太多太多了。