一种平面连杆机构演示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种平面连杆机构演示装置，铰链四杆机构包括机架、第一连架杆、第一连杆以及第二连架杆，机架固定于支撑架上，机架包括平行设置的第一横杆和第二横杆；第一连杆与第一连架杆以及第二连架杆、第二连架杆与第二横杆分别通过转动副连接，第一连架杆上设置有第一调节件，用于沿第一连架杆的轴向方向调节第一连架杆与第一连杆的连接位置；第一连杆上设置有第二调节件，用于沿第一连杆轴向方向调节第一连杆与第二连架杆的连接位置；第二横杆上设置有第三调节件，用于调节第二连架杆与第二横杆连接位置；驱动机构用于驱动第一连架杆转动。基于本发明专利技术的装置可以实现对多种平面连杆机构的工作原理、基本结构进行演示。

A demonstration device of planar linkage mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种平面连杆机构演示装置
本专利技术属于教学教具
，具体涉及一种平面连杆机构演示装置。
技术介绍
平面四杆机构是一种应用十分广泛的机构，在机械原理课程中占有重要地位，是课堂重点内容，是机构学的重要组成部分，在教学中使用具体、直观的教具模型进行操作演示，有助于学生理解和掌握四杆机构的特性。目前在教学中教师通常采用仿真动画配合PPT、四杆机构教学模型陈列柜来进行演示，由于陈列柜笨重、体积大，通常摆放在实验室，与课堂分离而使教学效果大打折扣；且现有教具不能有效地展现机构的急回特性，使得学生对该概念的理解只能停留在公式的推理与分析上，学生学习起来生涩难懂、感到乏味无趣；在传统教学模型中，由于杆机构尺寸不变，每一种形式的四杆机构就需要一个教学模型进行展示，数量繁多、体积庞大、不便携带；常规的四连杆机构实验台，一般采用更换连杆来适应不同杆件长度的实验要求，这种实验台需要预备大量的连杆以备更换使用，而且实验过程中需要不断拆装杆件，实验操作不方便且费时。随着教育事业的发展，各种专业化的教具越来越受教师和学生的亲睐，需要达到直观性教学，丰富课堂类容，开阔学生思维的要求，目前的机械原理教具很多都不能满足多种机构的直观演示，不能实现不同机构运动特性的比较，很多时候仅靠单一固定结构教具演示，无法加以区别和产生对比，同时市场上的四杆机构实验台、教学陈列柜单一且昂贵。为克服传统四杆机构教学陈列柜展示效果刻板、不便携带、模型众多、杆件拆装不方便等弊端，设计开发方便实用的平面连杆机构实验装置很有必要。
技术实现思路
>本专利技术解决的技术问题是提供一种平面连杆机构演示装置，通过该装置可以实现对多种平面连杆机构的工作原理、基本结构进行演示，同时可对不同机构的运动特性进行比较，操作简单快捷，能激发同学们的学习兴趣，锻炼同学们的动手能力。本本专利技术提供了一种平面连杆机构演示装置，包括支撑架、铰链四杆机构以及驱动机构，所述铰链四杆机构包括机架、第一连架杆、第一连杆以及第二连架杆，所述机架固定于所述支撑架上，所述机架包括平行设置的第一横杆和第二横杆；所述第一连杆与所述第一连架杆以及第二连架杆、所述第二连架杆与所述第二横杆分别通过转动副连接，所述第一连架杆上设置有第一调节件，用于沿第一连架杆的轴向方向调节所述第一连架杆与第一连杆的连接位置；所述第一连杆上设置有第二调节件，用于沿第一连杆轴向方向调节第一连杆与第二连架杆的连接位置；所述第二横杆上设置有第三调节件，用于调节所述第二连架杆与所述第二横杆连接位置；所述驱动机构设置于所述第一横杆上，用于驱动所述第一连架杆转动。连杆机构定义：由若干刚性构件用低副(转动副、移动副、球面副、球销副或螺旋副等)联接而成的机构称为连杆机构，又称为低副机构。连杆机构常以包含的构件数命名，如四杆机构、多杆机构(五杆机构、六杆机构)。铰接四杆机构是所有运动副均为转动副的平面四杆机构，它是平面四杆机构的最基本的型式，其他的平面四杆机构都可看作是在它的基础上通过变异而成，铰接四杆机构具有三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构以及双摇杆机构。曲柄摇杆机构是两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆的四杆机构，曲柄作360°周转运动，摇杆作往复运动；双曲柄机构是两连架杆都是曲柄，都能作360°周转运动的四杆机构，主动曲柄作等速转动，从动曲柄作变速转动；双摇杆机构是两连接架均为摇杆，只能作往复摆动的机构，一般是主动摇杆作等速摆动，从动摇杆作变速摆动；若不满足杆长之和条件，该机构始终为双摇杆机构。具体的，曲柄存在的条件为：最长杆与最短杆的长度之和≤其他两杆长度之和。以最短杆的相邻构件为机架，则最短杆为曲柄，该机构为曲柄摇杆机构；以最短杆为机架，则两连架杆为曲柄，则两连架杆为曲柄，该曲柄为双曲柄机构；以最短杆的对边构件为机架，无曲柄存在，该机构为双摇杆机构。基于本专利技术的演示装置可对三种平面四杆机构的工作原理、基本结构进行演示，且通过第一调节件、第二调节件以及第三调节件可调节第一连架杆、第一连杆和机架接入平面四杆机构的长度，从而实现双曲柄机构、曲柄摇杆机构、双摇杆机构之间的转换，可对不同机构的运动特性进行比较。在上述方案的基础上，本专利技术还可进行如下改进：进一步，所述第一连架杆上设置有第一滑槽以及与所述第一滑槽滑动连接的第五滑块，所述第一滑槽沿所述第一连架杆的轴向方向设置，所述第一连架杆通过所述转动副连接于所述第五滑块上，所述第一连杆上设置有第二滑槽以及与所述第二滑槽滑动连接的第六滑块，所述第二滑槽沿所述第一连杆轴向方向设置，所述第二连架杆通过所述转动副连接于所述第六滑块上，所述第一调节件和所述第二调节件分别为紧固件，用于分别对所述第五滑块和第六滑块的滑动位置进行紧固固定。在需要对平面四杆机构中第一连架杆、第一连杆以及机架的接入长度进行调节时，只需要旋松紧固件，使第五滑块在所述第一滑槽内移动，使第六滑块在第二滑槽内移动，当第五滑块以及第六滑块移动到需要的位置后，再用紧固件进行紧固固定，同时，通过第三调节件对所述第二连架杆与所述第二横杆连接位置进行调节，由此，可以轻松实现双曲柄机构、曲柄摇杆机构、双摇杆机构之间的快速转换。进一步，所述紧固件包括压块以及螺钉，所述螺钉下端依次与位于所述压块上的螺钉孔、位于所述第五滑块或第六滑块上的螺钉孔螺纹连接。由此，根据需要，旋紧螺钉固定压块，可实现第五滑块或第六滑块的紧固固定，旋松螺钉，可以实现第五滑块沿第一滑槽的移动或实现第六滑块沿第二滑槽的移动。进一步，所述第三调节件为紧固螺栓，所述第二横杆上设置有第四滑轨以及与所述第四滑轨滑动连接的第四滑块，所述第二连架杆通过所述转动副连接于所述第四滑块上，所述紧固螺栓下端穿过所述第四滑块的螺纹孔与所述第四滑轨抵接。由此，可通过旋松或旋紧螺栓实现第四滑块的位置调节，从而实现机架(即第二横杆)的接入长度调节。具体的，以双曲柄机构为例，拧松第一连架杆上以及第一连杆上的螺钉(即调节第一调节件以及第二条调节件)，滑动滑块，当满足最长杆与最短杆的长度之和小于或等于其余两杆长度之和，且机架(即第二横杆接入长度)为最短杆时，旋紧螺钉，固定压块，此时第一连架杆和第一连杆的接入长度为一个定值，再用梅花手柄螺栓固定第四滑块与第二横杆的相对位置，从而可实现双曲柄机构的演示功能。进一步，所述第一连杆与所述第一连架杆以及第二连架杆、所述第二连架杆与所述第二横杆分别通过可拆卸的转动副连接，所述转动副包括两个通孔以及连接两个所述通孔的销轴。由此，该转动副起到了可拆卸连接件的作用。进一步，还包括第二连杆，所述支撑架上设置有第一滑轨、第二滑轨、第三滑轨、与所述第一滑轨滑动连接的第一滑块、与所述第二滑轨滑动连接的第二滑块以及与所述第三滑轨滑动连接的第三滑块，所述第一滑轨、第二滑轨与所述第一横杆位于同一竖直平面内并从上向下依次平行设置，所述第三滑轨设置于所述第二横杆上且与所述第二横杆平行，所述第二连杆一端可分别与所述第一滑块、所述第二滑块或所述第三滑块通过所述转动副连接，另一端可与所述第一连杆和所述第二连架杆通过同一所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面连杆机构演示装置，其特征在于，包括支撑架(1)、铰链四杆机构以及驱动机构(6)，所述铰链四杆机构包括机架(2)、第一连架杆(3)、第一连杆(4)以及第二连架杆(5)，所述机架(2)固定于所述支撑架(1)上，所述机架(2)包括平行设置的第一横杆(21)和第二横杆(22)；所述第一连杆(4)与所述第一连架杆(3)以及第二连架杆(5)、所述第二连架杆(5)与所述第二横杆(22)分别通过转动副连接，所述第一连架杆(3)上设置有第一调节件(31)，用于沿第一连架杆(3)的轴向方向调节所述第一连架杆(3)与所述第一连杆(4)的连接位置；所述第一连杆(4)上设置有第二调节件(41)，用于沿第一连杆(4)轴向方向调节第一连杆(4)与第二连架杆(5)的连接位置；所述第二横杆(22)上设置有第三调节件(221)，用于调节所述第二连架杆(5)与所述第二横杆(22)连接位置；所述驱动机构(6)设置于所述第一横杆(21)上，用于驱动所述第一连架杆(3)转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种平面连杆机构演示装置，其特征在于，包括支撑架(1)、铰链四杆机构以及驱动机构(6)，所述铰链四杆机构包括机架(2)、第一连架杆(3)、第一连杆(4)以及第二连架杆(5)，所述机架(2)固定于所述支撑架(1)上，所述机架(2)包括平行设置的第一横杆(21)和第二横杆(22)；所述第一连杆(4)与所述第一连架杆(3)以及第二连架杆(5)、所述第二连架杆(5)与所述第二横杆(22)分别通过转动副连接，所述第一连架杆(3)上设置有第一调节件(31)，用于沿第一连架杆(3)的轴向方向调节所述第一连架杆(3)与所述第一连杆(4)的连接位置；所述第一连杆(4)上设置有第二调节件(41)，用于沿第一连杆(4)轴向方向调节第一连杆(4)与第二连架杆(5)的连接位置；所述第二横杆(22)上设置有第三调节件(221)，用于调节所述第二连架杆(5)与所述第二横杆(22)连接位置；所述驱动机构(6)设置于所述第一横杆(21)上，用于驱动所述第一连架杆(3)转动。


2.根据权利要求1所述的平面连杆机构演示装置，其特征在于，所述第一连架杆(3)上设置有第一滑槽(32)以及与所述第一滑槽(32)滑动连接的第五滑块(33)，所述第一滑槽(32)沿所述第一连架杆(3)的轴向方向设置，所述第一连架杆(3)通过所述转动副连接于所述第五滑块(33)上，所述第一连杆(4)上设置有第二滑槽(42)以及与所述第二滑槽(42)滑动连接的第六滑块，所述第二滑槽(42)沿所述第一连杆(4)轴向方向设置，所述第二连架杆(5)通过所述转动副连接于所述第六滑块上，所述第一调节件(31)和所述第二调节件(41)分别为紧固件，用于分别对所述第五滑块(33)和第六滑块的滑动位置进行紧固固定。


3.根据权利要求2所述的平面连杆机构演示装置，其特征在于，所述紧固件包括压块(311)以及螺钉(312)，所述螺钉(312)下端依次与位于所述压块(311)上的螺钉孔、位于所述第五滑块(33)或第六滑块上的螺钉孔螺纹连接。


4.根据权利要求1所述的平面连杆机构演示装置，其特征在于，所述第三调节件(221)为紧固螺栓，所述第二横杆(22)上设置有第四滑轨(222)以及与所述第四滑轨(222)滑动连接的第四滑块(223)，所述第二连架杆(5)通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗超，杨帆，范秋垒，杨伦，盛邦杰，向杰，罗荣，
申请(专利权)人：重庆智能机器人研究院，
类型：发明
国别省市：重庆;50