“几何画板”在工业缝纫机机构设计中的应用

    “几何画板”是一个非常优秀的教学软件，在中学多媒体CAI课件辅助教学中应用极为广泛，。该软件丰富而方便的创造功能为我们提供了一个动态的几何环境，可以把数量关系的变化通过图形直观地、动态地显示出来。因此，它是一个很适合处理“数与形”关系的工具软件，尤其在动态的模拟特定对象运动轨迹方面较其他绘图软件有更大的优势，从而为机构的设计及其运动分析提供一条捷径。

    在工业缝纫机的机构设计中，如何能够更简捷、更直观地得到机构运动分析的结果，尤其是某些特定对象（如挑线杆穿线孔）运动轨迹的模拟结果对机构设计很重要。机构运动分析的方法很多，通常使用的方法是作图法和解析法。对一些复杂的机构用解析法分析研究时，其数学模型建立和运算过程十分复杂，即便使用某些计算机软件，编程量也比较大。图解法虽然形象直观，但描点法作图十分繁琐而且准确度低。几何画板无需编程，仅使用自身提供的绘图工具，通过作图即可对机构运动进行分析。对于特定的运动对象可以设定“追踪交点”，直接显示出该对象的运动“轨迹”。需要优化的机构参数设为“动点”，拖动“动点”改变参数值可直接观察到对应图形的变化。

    图1是运用几何画板的作图方法，绘制的GC15-3型高速平缝机针机构和挑线机构运动简图。用鼠标拖动Ａ点顺时针沿圆园周运动，,即可描绘出穿线孔D点的运动轨迹。,从图中可以看出其轨迹是一封闭的曲线，,并且没有死点。借助于这样的曲线轨迹，我们在设计挑线机构时即可保证向机针和旋梭相当精确地递送面线。改变四杆机构中任一构件的参数，你都可直观看到穿线孔D点运动轨迹的变化。由此可对挑线机构进行优化。

    E点反映了针杆行程S的变化，拖动A点按顺时针作园周运动，针杆行程S也随之跟着变化。同时旋转角φ也随同改变，由图即可直观看到φ角变化与穿线孔D点运动轨迹的对应关系。