四连杆机构教学演示道具制造技术

一种四连杆机构教学演示道具，包括曲柄I（1）、曲柄II（4）、连杆（2）、电机（6）、底座（7），电机设置在底座下方，其轴位于底座上方，其特征在于：它还包括底座（7）上设置的两个平行的槽、带有槽的支架（5）、导块（8）、圆盘（11）、滑道（12）、滑块（10）；这些组件通过不同方式的连接构成不同的四连杆教学演示道具；本实用新型专利技术既能够将四连杆机构直观表现出来，又能通过传感器获得较为精确的解，并且机构的尺寸可变，具有较高的灵活性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种四连杆机构教学演示道具，包括曲柄I（1）、曲柄II（4）、连杆（2）、电机（6）、底座（7），电机设置在底座下方，其轴位于底座上方，其特征在于：它还包括底座（7）上设置的两个平行的槽、带有槽的支架（5）、导块（8）、圆盘（11）、滑道（12）、滑块（10）；这些组件通过不同方式的连接构成不同的四连杆教学演示道具；本技术既能够将四连杆机构直观表现出来，又能通过传感器获得较为精确的解，并且机构的尺寸可变，具有较高的灵活性。【专利说明】四连杆机构教学演示道具
本技术涉及一种绘制多种平面四连杆曲线的仪器，它可以演示最常用的几种 平面四连杆机构形式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构以及曲柄滑块机构，并绘制 出这些机构的各种实用连杆曲线。
技术介绍
四连杆机构和由其演变的机构是构成许多机械的基本结构，如刨床，发动机的曲 柄连杆机构等，在机械制造领域起着重要的作用。国内外对四连杆机构有着大量的研究，主 要分为两个方向：将四连杆机构以实物的形式表现出来，或者利用电脑对四连杆机构进行 仿真。 对四连杆机构进行电脑仿真，可利用VC，VB，matlab等编程软件，可以很方便地进 行理论分析，获得精确的位移，速度，加速度等参数的值，并且和三维软件仿真相比有更高 的灵活性。但编程的难度较大，代码较为复杂，对开发程序的人员要求较高，开发周期较长。 另一方面，可以利用现有软件的仿真功能，如adams，solidworks，UG等，可以很方便地进行 建模仿真，但灵活性相对较差。对四连杆机构进行仿真，能够精确地分析运动过程的各个参 数，但直观性较差。将四连杆机构以实物的形式表现出来，能够给人以直观的认识，但很难 获得精确的数据，并且成本较高。
技术实现思路
本技术可以将二者结合起来，既能够将四连杆机构直观表现出来，又能通过 传感器获得较为精确的解，并且机构的尺寸可变，具有较高的灵活性。但对传感器的数据进 行处理时，可能存在一定的误差。 结合附图，说明如下： 一种四连杆机构教学演示道具，包括曲柄11、曲柄114、连杆2、电机6、底座7，电机 设置在底座下方，其轴位于底座上方，它还包括底座7上设置的两个平行的槽、带有槽的支 架5、导块8、圆盘11、滑道12、滑块10;这些组件通过不同方式的连接构成不同的四连杆教 学演示道具； 1)曲柄摇杆机构及双曲柄机构 曲柄II、连杆2、曲柄114依次转动连接，支架5两端通过螺栓固定在底座7的槽 内；曲柄1固定在电机6的输出轴上，曲柄4通过螺栓固定在支架5槽内并与螺栓转动连 接，通过改变螺栓在槽内的位置，从而可以改变各个构件的长度，该机构可在曲柄摇杆机构 和双曲柄机构间转换； 2)、双摇杆机构 曲柄II、连杆2、曲柄114依次转动连接，支架5两端通过螺栓固定在底座7的槽 内；曲柄II通过螺栓固定在支架5槽内并与螺栓转动连接，圆盘10中心固定在电机6的输 出轴上，曲柄4通过圆盘10上的导块8与圆盘相连，导块8做圆周运动，曲柄4可绕固定在 底座7上的轴9摆动并与导块8相对滑动，整个结构构成双摇杆机构； 3)、曲柄滑块机构 曲柄II与连杆2转动连接，连杆2与滑块10铰接，滑块10可在导轨12上左右移 动，导轨12设置在底座7上。 在所述的连杆2上可设置加速度传感器，连杆的轨迹可通过加速度传感器传入计 算机中，经处理可得到相应的位移、速度、加速度曲线。 在所述的各杆件上可设置一支笔，可将各杆件轨迹画于纸上。 有益效果 本教具的特色是机架的位置，连杆、摇杆的的长度等参数具有可变性，铰接处装有 轴承，拆装方便，具有很高的灵活性，并且连杆的轨迹可通过传感器传入计算机中，经过处 理可得到相应的位移，速度，加速度的曲线。 本技术可以绘制出连续封闭的连杆曲线也可以绘出反映连杆点运动速度的 断续连杆曲线。这种机构可作为直观教具用于机械原理课程的教学，也可以应用于机械设 计部门和有关科研单位。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术曲柄摇杆机构、双曲柄机构轴测图； 图2为本技术双摇杆机构轴测图； 图3为本技术曲柄滑块机构轴测图 图4为本技术曲柄摇杆机构、双曲柄机构俯视图 图5为本技术双摇杆机构俯视图； 图6为本技术曲柄滑块机构俯视图 图中1、曲柄12、连杆3、轴承4、曲柄115、支架6、电机7、底座8、导块9、轴10、滑 块11、圆盘12、导轨 【具体实施方式】 铰链四杆机构的基本形式按两连架杆的运动情况可分为曲柄摇杆机构，双曲柄机 构，双摇杆机构，当把转动副转化成移动副时可以演变为曲柄滑块机构，本教具将对这四种 机构进行演示，根据四连杆形式的不同在底座上固定不同的机构，其中双摇杆机构和曲柄 摇杆机构可以通过长度的变化在一个机构上实现。 1、曲柄摇杆机构、双曲柄机构 如图1所示，支架5通过螺栓固定在底座7的槽上，曲柄1固定在电机6的输出轴 上，曲柄4通过螺栓固定在支架5槽内并与螺栓转动连接，连杆2上装有加速度传感器，各 转动处为铰接，由轴承3连接。在该机构中，通过改变螺栓在槽内的位置，从而可以改变各 个构件的长度，通过改变构件几何尺寸，该机构可在曲柄摇杆机构和双曲柄机构间转换，轴 承3可减小摩擦阻力，使运动更顺畅。 机构运动时，电机6带动曲柄1旋转，连杆2上的加速度传感器通过无线传输到电 脑中，得到加速度传感器，通过积分得到速度，位移曲线。为了使运动表现得更为直接，可以 在连杆2上固定一支笔，直接将连杆2的轨迹表现在纸上。 2、双摇杆机构 如图2所示，圆盘10固定在电机的轴上，该机构中曲柄114通过圆盘10上的导块 8与圆盘相连，并且曲柄114可绕固定在底座7上的轴9摆动。其他构件的布置与曲柄摇杆 机构大体相同。曲柄II、连杆2、曲柄114依次转动连接，支架5两端通过螺栓固定在底座 7的槽内；曲柄II通过螺栓固定在支架5槽内并与螺栓转动连接； 机构运动时，电机带动圆盘10转动，导块8做圆周运动，同时绕着固定螺栓轴线旋 转，曲柄114绕着轴9转动，并与导块8相对滑动，从而带动连杆2和曲柄II运动。 3、曲柄滑块机构 如图3所示，机构运动时，电动机6带动曲柄1旋转，曲柄1通过连杆2带动滑块 10在导轨12上做往复直线运动，导轨12设置在底座7上。 综上所述，本四连杆教具可以实现曲柄摇杆机构，双曲柄机构，双摇杆机构，曲柄 滑块机构的功能，构件的尺寸具有可变性，体现了机构的普遍性，铰链处采用轴承的独特设 计使运动更为流畅，能让大家对四连杆机构有更直接的认识，并且传感器和计算机的应用 将运动量化，以更精确的形式表现出来，为理论分析提供依据。【权利要求】1. 一种四连杆机构教学演示道具，包括曲柄I (1)、曲柄II (4)、连杆（2)、电机（6)、底 座（7)，电机设置在底座下方，其轴位于底座上方，其特征在于：它还包括底座（7)上设置的 两个平行的槽、带有槽的支架（5)、导块（8)、圆盘（11)、滑道（12)、滑块（10);这些组件通过 不同方式的连接构成不同的四连杆教学演示道具； 1) 曲柄摇杆机构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四连杆机构教学演示道具，包括曲柄I（1）、曲柄II（4）、连杆（2）、电机（6）、底座（7），电机设置在底座下方，其轴位于底座上方，其特征在于：它还包括底座（7）上设置的两个平行的槽、带有槽的支架（5）、导块（8）、圆盘（11）、滑道（12）、滑块（10）；这些组件通过不同方式的连接构成不同的四连杆教学演示道具；1）曲柄摇杆机构及双曲柄机构曲柄I（1）、连杆（2）、曲柄II（4）依次转动连接，支架（5）两端通过螺栓固定在底座（7）的槽内；曲柄（1）固定在电机（6）的输出轴上，曲柄（4）通过螺栓固定在支架（5）槽内并与螺栓转动连接，通过改变螺栓在槽内的位置，从而可以改变各个构件的长度，该机构可在曲柄摇杆机构和双曲柄机构间转换；2）、双摇杆机构曲柄I（1）、连杆（2）、曲柄II（4）依次转动连接，支架（5）两端通过螺栓固定在底座（7）的槽内；曲柄I（1）通过螺栓固定在支架（5）槽内并与螺栓转动连接，圆盘（10）中心固定在电机（6）的输出轴上，曲柄（4）通过圆盘（10）上的导块（8）与圆盘相连，导块（8）做圆周运动，曲柄（4）可绕固定在底座（7）上的轴（9）摆动并与导块（8）相对滑动，整个结构构成双摇杆机构；3）、曲柄滑块机构曲柄I（1）与连杆（2）转动连接，连杆（2）与滑块（10）铰接，滑块（10）可在导轨（12）上左右移动，导轨（12）设置在底座（7）上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董景石，王耀园，段京良，吕卓阳，李雅欣，陶伟男，窦玉，韩忠良，李嘉林，李英瀚，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22