机械的功效与输入输出

本文摘要:机械in 工业设计(4): 机械的功效与输入输出 下图是一个串联起来的行星减速器可以看到它的超大减速比。 这有点像解方程你得先把方程给出来别人才好帮你(或指挥别人)去解。 虽然简陋这个挖掘机却是一个完整的机械产物。在这个案例中我们忽略挖掘机底盘的转动把它处置惩罚为一个平面机构。这个机构的功效可以归纳综合为“挖土”它由两对“输入- 输出”完成。 去年王同学用木板做了一个行星减速器跟上面这个相似参见 《三级行星减速器旋转置物架》。

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机械in 工业设计(4):机械的功效与输入输出

下图是一个串联起来的行星减速器可以看到它的超大减速比。

这有点像解方程你得先把方程给出来别人才好帮你(或指挥别人)去解。

虽然简陋这个挖掘机却是一个完整的机械产物。在这个案例中我们忽略挖掘机底盘的转动把它处置惩罚为一个平面机构。这个机构的功效可以归纳综合为“挖土”它由两对“输入- 输出”完成。

去年王同学用木板做了一个行星减速器跟上面这个相似参见 《三级行星减速器旋转置物架》。

我推测它另外的功效目的是让两个铰剪柄在使用历程中保持近似平行这样铰剪就可以单手使用而且由于两刀柄平行也利便发挥手的握力。如果两个刀柄张得太开(角度太大)像家用铰剪一样在剪切尺寸较大的物体时手会使不上劲握力的效率变低所以就只能剪薄薄的纸张了。

对于我们体贴的机械输出通常是某种形式的运动或运动组合输入则五花八门可以是运动也可以是能量的进入甚至是光线的变化。不外对一个机械系统而言种种输入最终也要酿成某种形式的运动才进入我们的研究领域。

好比随着太阳移动的遮阳伞阳光的变化只是触发了电机的启动这种光电系统不是我们体贴的从电机转轴动起来开始才是机械设计的任务。所以我们可以把输入和输出都界说为“运动”。

浙江工业大学

这个机构的功效是“开门”靠左右两扇门的构件转动来实现。“开门”是个比力抽象的形貌只要把汽车通道上的物体移开就算实现功效了。面向这个功效机构的输出包罗了若干个构件的运动只要在汽车通道上的构件都算在内一共有8 个(6 个横杆和2 个竖杆)它们必须从汽车的通道上移开它们的运动配合组成了这个机械机构的“功效”。

第一对“输入- 输出”是孩子的左手推动利用杆(输入)让挖掘机的臂转动(输出)把铲斗送到要挖掘的位置。第二对“输入- 输出”是孩子右手推动另一个利用杆(输入)让铲斗发生挖掘行动(输出)。

1. 工业设计角度的机械功效

电机作为机械机构的重要输入源其实可选择的规模也是很少的。

这个铰剪的输出很容易明白就是两个刀刃咬合切断中间的物体(好比花木枝叶)。

可是这个机构设计的这么庞大应该另有此外思量也就是说其他功效目的。

也有一些输入输出关系稍微庞大一些好比前面提到过的Theo Jansen 的海滩怪兽。

如果把见到下面的刀柄作为机架这个铰剪的输入可以认为是手压着上面刀柄向下移动——它相当于四杆机构的中间连杆(如下图所示)其运动形式既有转动也有移动是一种比力庞大的复合运动。

——插入一个卡片机械会在上面打印出时间(打卡机);

——桌子转一下桌面剖析重新拼合面积扩大一倍(放大桌);

下图是一个浅易版挖掘机。

机械机构的输出还不能直接说成是它的“功效”因为输出是对机械机构运动的客观形貌可以用一些参数来准确表达而功效则是对使用者而言的(有用户的角色到场进来了)。所以功效可以大略地明白为机械机构的一种affordance (参见《影子产物( 12 ): Affordance 》 )。

机构的输入很单调就是原动件的运动。原动件一般只有一个有些情况下有两个如双人自行车(两人蹬车)、指南车(两轮驱动)等。输出则有可能跟这个系统的每一个构件都有关包罗它们的运动、方位以及相互之间的关系等取决于功效的设定。

如下图的机械爪左右两个爪的相向运动输出组合组成了它的抓握功效。

——左右转动偏向盘小车就会向前走(儿童车);

机构的输出有时包罗着庞大的多重功效目的好比下面这个铰剪。

3. 输入简朴输出富厚

如果机械机构的输出凌驾一种在设计时就会遇到挑战了因为它们会相互掣肘。这对设计师是个磨练。所以这个铰剪的设计能获奖。

弄清机械的功效和输入输出的关系其实已经进入设计历程了。

这一步可以在一个比力抽象的层面上处置惩罚。如果把机构的输出关系作为功效的二级目的有时完成这个目的的设计自己已经是把机构设计往前推动关键性的一步了因为后面的事情从输入到输出之间的黑箱解决方案可以从许多资料上查到实在不行请教工程师也可以。

刘肖健

上图是海滩怪兽的衍生玩具产物。

可能是以为竖起个帆来兜风效率太低改成了风车。风车和帆的作用大纷歧样。

风车被吹着转动时会经由一个齿轮减速传动系统传到中间的曲轴上去再由曲轴同时动员所有的脚开始运动。

1) 人力驱动。


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