拼装式教学机械手制造技术

本发明专利技术涉及一种拼装式教学机械手，包括底盘旋转装置、升降装置、伸缩装置和手指抓取装置，升降装置设在底盘旋转装置上，伸缩装置设在升降装置的上端，手指抓取装置设在升降装置的一端。通过底盘旋转装置来调节手指抓取装置的圆周方向，通过升降装置调节手指抓取装置的抓取高度，通过伸缩装置来给手指抓取装置传动抓取的控制动力，手指抓取装置负责抓取物件。该教具可实现机械类基础课程“教”与“学”的紧密结合；本发明专利技术的每个模块均由多种典型的运动机构组成，学生可通过自由拼装，组合成不同形式的机械手，便于学生掌握多种典型机构的运动原理，了解多机构组合之后的运动效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种拼装式教学机械手，包括底盘旋转装置、升降装置、伸缩装置和手指抓取装置，升降装置设在底盘旋转装置上，伸缩装置设在升降装置的上端，手指抓取装置设在升降装置的一端。通过底盘旋转装置来调节手指抓取装置的圆周方向，通过升降装置调节手指抓取装置的抓取高度，通过伸缩装置来给手指抓取装置传动抓取的控制动力，手指抓取装置负责抓取物件。该教具可实现机械类基础课程“教”与“学”的紧密结合；本专利技术的每个模块均由多种典型的运动机构组成，学生可通过自由拼装，组合成不同形式的机械手，便于学生掌握多种典型机构的运动原理，了解多机构组合之后的运动效果。【专利说明】拼装式教学机械手
本专利技术涉及一种拼装式教学机械手。
技术介绍
交互式教学法已经在工科类本科教学中得到逐步推广和应用，但机械基础类课程教学仍多采用“老师讲，学生听”为主的教学模式。课堂讲授所占学时比例较大，学生获取知识主要通过教材和PPT讲义，无法直观地了解教学内容；传统的机械基础类课程教学手段较为单一，授课过程中较少使用教具，导致课堂互动性不高；为了通过课程考核，大部分学生仅依赖教材及复习资料对相关知识点死记硬背，无法对其真正理解和掌握；由于缺乏动手实践环节，导致学生在课程学习结束后，往往不能对所学知识点进行灵活应用。 目前，欧美等发达国家的重点高校在机械基础类课程教学过程中，通过各种直观的教学手段、配合课程Project考核的方式，取得了良好的教学效果。而国内机械基础类课程教学仍采用以教师课堂讲授为主的教学模式，通过计算机数字化教学，虽然使课程教学的直观性得到了一定的提高，但由于信息量过大，反而使得学生难以把握知识要点。多数教学研究与实践表明，在机械基础类课程教学过程中，配合使用教具，更直观、真实地展示机构运动特点，能够起到活跃学生思维、提高课堂教学互动性的重要作用。 目前，市场上已有的机械基础类课程教具主要包括以下三类:(I)杆机构教具一包括用于讲解四杆机构的急回运动、传动角、死点的铰链四杆机构教具、曲柄摇杆机构、双摇杆机构等典型四杆机构实例教具等；(2)凸轮机构教具一包括用于讲解凸轮机构的推程运动角、远休止角、回程运动角、行程及推杆的运动线图教具等；(3)齿轮机构教具一包括用于齿廓啮合传动教具等。 上述教具制作简单、演示方便，通过直观地演示，利于学生了解相关传动机构的工作原理、基本构件的主要功能。但由于功能单一，各教具相对独立、不能组合，缺乏趣味性，使得学生课堂融入感较差，也不便于学生比较各种机构运动特性的不同。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种拼装式教学机械手，以解决上述问题的至少一个方面。 根据本专利技术的一个方面，提供了一种拼装式教学机械手，包括底盘旋转装置、升降装置、伸缩装置和手指抓取装置，升降装置设在底盘旋转装置上，伸缩装置设在升降装置的上端，手指抓取装置设在升降装置的一端。通过底盘旋转装置来调节手指抓取装置的圆周方向，通过升降装置调节手指抓取装置的抓取高度，通过伸缩装置来给手指抓取装置传动抓取的控制动力，手指抓取装置负责抓取物件。 其中，底盘旋转装置包括底板、第一传动机构、连接轴机构和手柄，第一传动机构通过连接轴机构配合固定在底板上，手柄与第一传动机构连接。 升降装置包括第一连接轴、第二连接轴、连接法兰、固定板、升降机构、活动板、连接板、第一移动导轨、第二移动导轨和稳固板，连接法兰上端面设有至少四个配合孔，其通过螺钉连接在第一传动机构上，所述第一连接轴和第二连接轴的下端竖直配合固定在连接法兰上端面的配合孔内，其上端通过螺钉与连接板固定连接；固定板与活动板上均设有两个通孔，均穿过第一连接轴和第二连接轴，固定板固定在连接轴上，活动板在连接轴上可上下滑动；所述升降机构穿过第一连接轴、第二连接轴，升降机构的下端通过连接在固定板的上端面，升降机构的上端连接在活动板的下端面。所述第一移动导轨、第二移动导轨的下端通过螺纹的连接方式对应的固定在活动板的上端面，其下端通过螺纹的连接方式固定在稳固板的下端面。 伸缩装置包括伸缩机构、第二传动机构、第一导杆、第二导杆、连杆、手指前板、固定块和滑块连杆，第二传动机构包括运动机构、手轮、与手轮连接的传动杆、设有通孔的左右滑块，传动杆的输出端与运动机构连接，左右滑块分别连接固定在运动结构的左右端。所述固定块分为第一固定块、第二固定块和第三固定块，三块固定块每块上均设有两个孔，其中第一、二固定块分别固定在稳固板的两端，第一导杆、第二导杆的一端依次穿过第一、第二固定块的孔，其另一端穿过第三固定块的孔，第一导杆、第二导杆的两端通过螺纹方式与固定块固定。所述的左、右滑块分别穿过第一导杆、第二导杆，且置于第二固定块和第三固定块之间。所述滑块连杆与左、右滑块通过螺钉连接固定，其上端通过铰链与连杆的一端连接。所述的手指前板通过铰接方式连接在第一固定块的上端，手指前板的上端通过铰链与连杆的另一端连接。 手指抓取装置连接在手指前板上，包括手指连接杆、连杆机构、带孔的手指前挡板、固定在手指前挡板上的左右手指关节、分别连接在左右手指关节上的左右手指杆和手指锁紧螺钉，所述手指连接杆成长条的U型状，其两侧设有活动槽，手指连接杆的封闭端固定在手指前板上，手指连接杆的开合端通过螺钉连接手指前挡板，连杆机构置于手指连接杆中间位置，其传动端连接在手指连接杆的内侧端，其动力输出端穿过手指前挡板上的孔，通过左右短杆分别与左右手指杆连接。所述手指锁紧螺钉设在手指前挡板上孔的位置，可与从孔穿过的连杆机构的连杆咬合，起到卡合固定连杆机构的作用。 作为第一传动机构的进一步改进，第一传动机构包括蜗轮、蜗杆、转轮，蜗杆水平放置，其传动端延伸至底板外；涡轮与蜗杆啮合，通过螺钉、固定块固定在底板上，转轮连接在蜗杆的延伸端。底盘旋转装置的手柄焊接在转轮的偏心位置。蜗轮的上端面设有至少两个用于连接升降装置的连接孔。通过手柄驱动转轮转动，带动蜗杆运动，使蜗轮在水平方向做圆周运动。 作为第一传动机构的更进一步改进，第一传动机构包括主动齿轮和传动齿轮，主动齿轮与传动齿轮啮合，均通过连接轴配合固定在底板上，传动齿轮的上端面设有至少两个用于连接升降装置的连接孔。底盘旋转装置的手柄固定在主动齿轮的偏心位置。 本专利技术的有益效果是:与目前市场上同类产品相比，本专利技术将机械类基础课程的“教”与“学”紧密结合，其优势体现在以下几个方面: (I)多机构组合演示，教学直观化 突破传统机械教具的单一演不模式，将多个机构组合成多样式的机械手模型，向学生展示机构原理及各机构之间的运动配合，帮助学生加深理解课程知识，使学生对典型机构的原理及构造的了解更加全面。 (2)模块化设计，易于动手实践 集开放式教学与趣味教学于一体,整套教具包括四大模块，各模块包括多种实现机构，同一模块不同机构可以相互替换，学生可以根据自己所学，拆卸并替换相应的机构，拼装成形式多样的机械手模型；另外，单个机构本身可以拆卸拼装，增加拼装的难度和乐趣，更好地服务于机械类基础课程的教学，改革传统教学模式，实际操作直观、趣味性强。 (3)机构对比具体化 每个模块都拥有一个机构库，模块内部机构可相互替换，学生可以在拼装组合的过程中分析并比较各机构的优缺点。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拼装式教学机械手，其特征在于：包括底盘旋转装置、升降装置、伸缩装置和手指抓取装置，升降装置设在底盘旋转装置上，伸缩装置设在升降装置的上端，手指抓取装置设在升降装置的一端；通过底盘旋转装置来调节手指抓取装置的圆周方向，通过升降装置调节手指抓取装置的抓取高度，通过伸缩装置来给手指抓取装置传动抓取的控制动力，手指抓取装置抓取物件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏晓兵，王伟男，葛艳，李余毅，
申请(专利权)人：苏晓兵，王伟男，葛艳，李余毅，
类型：发明
国别省市：湖北;42