本实用新型专利技术涉及一种平面连杆机构综合演示装置，包括：安装架、驱动机构、长度可调的第一连架杆、长度可调的连杆、第二连架杆以及用于连接第二连架杆和安装架的连接组件，连杆两端可分别与第一连架杆一端以及第二连架杆一端通过转动副连接，连接组件与第二连架杆另一端通过转动副连接，连接组件设置于安装架上且位置可调节；驱动机构设置于安装架上，用于驱动第一连架杆转动。基于本实用新型专利技术的平面连杆机构综合演示装置，通过该装置可以对多种平面连杆机构的工作原理、基本结构进行演示，操作方便、省时。
【技术实现步骤摘要】
一种平面连杆机构综合演示装置
本技术属于教学教具
，具体涉及一种平面连杆机构综合演示装置。
技术介绍
平面连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连杆机构的特性。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。
技术实现思路
本技术解决的技术问题为：提供一种平面连杆机构综合演示装置，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，操作方便、省时。本技术提供了一种平面连杆机构综合演示装置，包括：安装架、驱动机构、长度可调的第一连架杆、长度可调的连杆、第二连架杆以及用于连接第二连架杆和所述安装架的连接组件，所述连杆两端可分别与所述第一连架杆一端以及第二连架杆一端通过转动副连接，所述连接组件与所述第二连架杆另一端通过转动副连接，所述连接组件设置于所述安装架上且位置可调节；所述驱动机构设置于所述安装架上，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，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。基于本技术的平面连杆机构综合演示装置，通过对连接组件位置进行调节，以及对第一连架杆、连杆长度进行直接调节，不需要额外的配件以及拆卸固定操作，即可以实现双曲柄机构、曲柄摇杆机构、双摇杆机构之间的转换，从而可对不同机构的运动状态进行演示并对不同机构的运动特性进行比较，结构简单，操作方便。在上述方案的基础上，本技术还可以进行如下改进：进一步，所述第一连架杆以及连杆分别包括滑套、与所述滑套滑动连接的滑杆以及第一紧固件，所述第一紧固件设置于所述滑套上，用于对滑杆与滑套滑动连接位置进行定位固定。由此，旋松所述第一紧固件，使滑杆在滑套内沿滑套的轴向方向滑动，滑动到需要的位置后，旋紧所述第一紧固件，可以实现对滑杆与滑套滑动连接位置进行固定，即可实现第一连架杆或连杆的长度调节。具体的，所述第一紧固件为紧固螺丝，所述紧固螺栓下端穿过所述滑套上的螺纹孔与所述滑杆抵接。优选的，所述紧固螺丝为梅花手柄螺丝。通过调节梅花手柄螺丝，便可轻松实现第一连架杆以及连杆的长度调节，同时，通过对连接组件与安装架连接位置的调节，可快速实现双曲柄机构、曲柄摇杆机构、双摇杆机构之间的转换，从而对多种平面机构进行演示。进一步，所述滑杆套设于所述滑套内，所述滑杆沿其轴向方向上设置有刻度值。由此，通过刻度值可以比较精确的调节第一连架杆和连杆长度。进一步，还包括画板以及画笔机构，所述画板设置于所述安装架上，所述画笔机构设置于所述连杆上。由此，可通过连杆的运动带动所述画笔机构在画板上绘制连杆曲线，方便学生比较直观的观察连杆的运动状态。进一步，所述画笔机构包括可伸缩画笔以及调节件，所述可伸缩画笔设置于所述调节件上，所述调节件设置于所述连杆上，用于调节所述可伸缩画笔和所述画板的相对位置。优选的，所述可伸缩画笔杆身垂直于所述画板平面设置，所述调节件用于调节所述可伸缩画笔，使其在平行于画板平面的平面内移动并对其位置进行定位固定。具体的，所述调节件包括安装有所述可伸缩画笔的第一支架、与所述连杆固定连接的第二支架以及连接所述第一支架和所述第二支架的螺钉。画笔为可伸缩画笔，由此可根据需要调节画笔杆身长度，使可伸缩画笔的画笔的笔尖与所述画板相抵，便于连杆曲线的绘制；通过螺钉可以调节述第一支架和所述第二支架的连接角度，从而调节可伸缩画笔的位置，便于在画板平面的不同位置实现连杆曲线的绘制并进行曲线比较，进而分析各机构的运动特性。具体的，所述可伸缩画笔包括设置于所述第一支架上的筒套、与所述筒套滑动连接的画笔本体以及设置于所述筒套上的紧固件，所述紧固件用于对画笔本体以及筒套滑动连接位置进行紧固固定。优选的，所述画板以可拆卸的方式安装于所述安装架上，所述画笔机构以可拆卸的方式设置于所述连杆上。由此，不需要演示绘制连杆曲线时，拆除掉所述画板、画笔机构即可。优选的，所述画板为亚克力板。亚克力具有较好的透明性，增加观察范围，方便更多的人观看演示实验。优选的，所述画笔本体为可擦除水性笔。优选的，平面连杆机构综合演示装置还包括灯光展示系统，所述灯光展示系统包括LED灯及供电电源，所述LED灯设置于所述连杆上，所述供电电源设置于所述连杆内。具体的，所述LED灯选自红光LED、绿光LED、黄光LED或蓝光LED任意一种。灯光展示系统的设置是用灯光突出展现特定点的连杆运动轨迹，通过连杆长度的改变，可以展示连杆上不同位点的运动轨迹。进一步，所述连杆两端分别与所述第一连架杆一端以及第二连架杆一端通过可拆卸的转动副连接，所述连接组件与所述第二连架杆另一端通过可拆卸的所述转动副连接。因此，可以根据需要对连杆、第二连架杆进行拆卸、更换。具体的，可在上述铰链四杆机构的基础上，将第二连架杆拆卸去掉，将连杆分别与第一连杆架和连接组件通过可拆卸转动副相连，可实现对曲柄滑块机构进行演示。进一步，所述连接组件包括与所述安装架滑动连接的滑块以及第二紧固件，所述第二紧固件用于对所述滑块与所述安装架滑动连接位置进行定位固定。由此，机架本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种平面连杆机构综合演示装置，其特征在于，包括：安装架(1)、驱动机构(6)、长度可调的第一连架杆(2)、长度可调的连杆(3)、第二连架杆(4)以及用于连接第二连架杆和所述安装架(1)的连接组件(5)，所述连杆(3)两端可分别与所述第一连架杆(2)一端以及第二连架杆(4)一端通过转动副连接，所述连接组件(5)与所述第二连架杆(4)另一端通过转动副连接，所述连接组件(5)设置于所述安装架(1)上且位置可调节；所述驱动机构(6)设置于所述安装架上，用于驱动所述第一连架杆(2)转动。/n
【技术特征摘要】
1.一种平面连杆机构综合演示装置，其特征在于，包括：安装架(1)、驱动机构(6)、长度可调的第一连架杆(2)、长度可调的连杆(3)、第二连架杆(4)以及用于连接第二连架杆和所述安装架(1)的连接组件(5)，所述连杆(3)两端可分别与所述第一连架杆(2)一端以及第二连架杆(4)一端通过转动副连接，所述连接组件(5)与所述第二连架杆(4)另一端通过转动副连接，所述连接组件(5)设置于所述安装架(1)上且位置可调节；所述驱动机构(6)设置于所述安装架上，用于驱动所述第一连架杆(2)转动。
2.根据权利要求1所述的平面连杆机构综合演示装置，其特征在于，所述第一连架杆(2)以及连杆(3)分别包括滑套(21)、与所述滑套(21)滑动连接的滑杆(22)以及第一紧固件(23)，所述第一紧固件(23)设置于所述滑套(21)上，用于对滑杆(22)与滑套(21)滑动连接位置进行定位固定。
3.根据权利要求2所述的平面连杆机构综合演示装置，其特征在于，所述滑杆(22)套设于所述滑套(21)内，所述滑杆(22)沿其轴向方向上设置有刻度值。
4.根据权利要求1所述的平面连杆机构综合演示装置，其特征在于，还包括画板(7)以及画笔机构(8)，所述画板(7)设置于所述安装架(1)上，所述画笔机构(8)设置于所述连杆(3)上。
5.根据权利要求4所述的平面连杆机构综合演示装置，其特征在于，所述画笔机构(8)包括可伸缩画笔(81)以及调节件(82)，所述可伸缩画笔(81)设置于所述调节件(82)上，所述调节件(82)设置于所述连杆(3)上，用于调节所述可伸缩画笔(81)和所述画板(7)...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗超，范秋垒，杨伦，杨帆，喻智勇，盛邦杰，高辉，罗荣，
申请(专利权)人：重庆智能机器人研究院，
类型：新型
国别省市：重庆;50
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