CN104134394A - 便携式多功能连杆机构教具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种便携式多功能连杆机构教具。包括机架、铰链四杆、支撑脚、绘图装置、手动驱动装置,所述的机架为剪叉式结构，利用合拢和张开实现高度调节；所述铰链四杆为空间四杆结构，包括有四根连杆、三个滑块组和一个齿轮驱动装置；所述的滑块组包括有大小相同的矩形的子滑块和母滑块，两者叠放在一起，并在中心位置铰接，其铰接的轴为子母钉；所述的连杆上设置有槽，滑块组套在连杆上可沿槽滑动，四根连杆分别两两由滑块组进行套接，每相邻两个连杆分别套入同一个滑块组内的子滑块和母滑块中。本发明装置能够便捷、实用、高效地解决机械原理课堂上的教学问题，教具工作稳定，性能可靠，功能实现效果好，能够有效帮助学生理解和记忆机械原理。

Description

便携式多功能连杆机构教具

技术领域

本发明涉及机械专业教学用具技术领域，尤其涉及到一种便携式多功能连杆机构教具。

背景技术

作为平面连杆机构最简单的形式，铰链四杆机构的三种基本类型，即曲柄摇杆机构、双曲柄机构,双摇杆机构为大多数学生所熟知，但平面连杆机构的形式灵活多样，类似正弦机构、正切机构、双转块机构等这样的机构，大多数学生会感到陌生，且难以理解。而各机构的组成条件、运动原理和规律在机械类通用教材《机械基础》中被作为教学的重点。为了使同学们尽快掌握这一难点，以便捷、实用、高效地解决机械原理课堂上平面连杆教学问题为对象，提出了一种可变形的铰链四杆机构，再巧妙地配以折叠式机架，便制成了一种可讲解平面连杆机构特性，平面连杆机构演化及其应用实例的教具。实验结果表明，该教具工作稳定，性能可靠，功能实现效果好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述存在的技术不足，提供一种便捷、实用、高效地解决机械原理课堂上平面连杆教学问题，教具工作稳定，性能可靠，功能实现效果好，能够有效帮助学生理解和记忆机械原理的便携式多功能连杆机构教具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

便携式多功能连杆机构教具，包括机架、铰链四杆、支撑脚、绘图装置、手动驱动装置,其特征在于： 所述的机架为剪叉式结构，利用合拢和张开实现高度调节；所述铰链四杆为空间四杆结构，包括有四根连杆、三个滑块组和一个齿轮驱动装置；所述的滑块组包括有大小相同的矩形的子滑块和母滑块，两者叠放在一起，并在中心位置铰接，其铰接的轴为子母钉；所述的连杆上设置有槽，滑块组套在连杆上可沿槽滑动，四根连杆分别两两由滑块组进行套接，每相邻两个连杆分别套入同一个滑块组内的子滑块和母滑块中。

在上述方案中，所述的机架上设置有磁铁安装结构和支撑脚连接结构。可以实现整个装置吸附于黑板上和放置在桌上两种模式的选择。

在上述方案中，所述的铰链四杆通过滑块组的滑动，可以变形为各种连杆机构，其中铰链四杆采用四对伸缩套杆来实现杆长的变化，伸缩杆之间通过滑槽滑动，并在滑槽中安装有内六角螺钉实现杆长的固定，伸缩杆的杆端采用双螺柱限位机构防止滑块滑出。

在上述方案中，所述的铰链四杆除了四对套杆外，还有三对滑块组，每个滑块组上都设置有锁紧孔和定位孔，锁紧孔是与锁紧螺钉配合的螺纹孔，设置于滑块组侧面，通过锁紧螺钉可以调节滑块在杆上的位置并锁紧，使铰接点可固定在杆上任意位置，从而可实现杆长的调节。定位孔是定位销孔，每个滑块上有四个，分列在滑块的四角，并可插入定位销进行定位，可以使两滑块呈0度和90度两种状态。

在上述方案中，所述的支撑脚上分布有一排孔，机架插入安装在孔内，借此可以通过插入不同的孔调整机架的平衡。

在上述方案中，所述的绘图装置包括有一块连接板，两个销轴，一个轴承，一根自主设计的螺杆，其螺纹长度为134mm。由两个销轴与机架上的滑块组通过螺纹连接，支撑这一装置，而双螺母将绘图纸板夹在中间，形成一螺旋调节机构，既可以支撑有机玻璃绘图板，也可以调节调节绘图板的位置。这其中，销轴与连接板为间隙配合，轴承与连接板上孔为过盈配合，螺柱与轴承内圈也为过盈配合。

在上述方案中，所述的手动驱动装置上有一个齿轮和手柄，可与铰链四杆上的齿轮驱动装置构成齿轮副，通过手柄驱动铰链四杆。

本发明的有益效果在于：

本发明装置能够便捷、实用、高效地解决机械原理课堂上平面连杆教学问题，教具工作稳定，性能可靠，功能实现效果好，能够有效帮助学生理解和记忆机械原理。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构图；

图2是本发明实施例铰链四杆结构图；

图3是本发明实施例的连杆截面结构图；

图4是本发明实施例的连杆整体结构图；

图中：1-机架，2-磁铁，3-定位销，4-铰链四杆，5-支撑脚，6-蝶形螺母，7-滑块组，8-手动驱动装置，9-快速夹紧装置，10-绘图装置。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步的说明：

如图1至图4所示的便携式多功能连杆机构教具，包括机架1、铰链四杆4、支撑脚5、绘图装置10、快速夹紧装置9、手动驱动装置8,所述的机架1为剪叉式结构，利用合拢和张开实现高度调节；所述铰链四杆4为空间四杆结构，包括有四根连杆、三个滑块组7和一个齿轮驱动装置；所述的滑块组7包括有大小相同的矩形的子滑块和母滑块，两者叠放在一起，并在中心位置铰接，其铰接的轴为子母钉；所述的连杆上设置有槽，滑块组7套在连杆上可沿槽滑动，四根连杆分别两两由滑块组7进行套接，每相邻两个连杆分别套入同一个滑块组7内的子滑块和母滑块中。

在本实施例中，所述的机架1上设置有磁铁2和支撑脚连接结构，可以实现整个装置吸附于黑板上和放置在桌上两种模式的选择。

在本实施例中，所述的铰链四杆4可以变形为各种连杆机构，其连杆采用了四对伸缩套杆结构来实现杆长的变化，并用了4个的内六角螺钉采用特殊的设计实现杆长的固定。杆端采用双螺柱限位机构防止滑块滑出。

在本实施例中，所述的铰链四杆4除了四对套杆外，还有三对滑块组，每个滑块组上都设置有锁紧孔和定位孔，锁紧孔是与锁紧螺钉配合的螺纹孔，设置于滑块组侧面，通过锁紧螺钉可以调节滑块在杆上的位置并锁紧，使铰接点可固定在杆上任意位置，从而可实现杆长的调节。定位孔是定位销孔，每个滑块上有四个，分列在滑块的四角，并可插入定位销3进行定位，可以使两滑块呈0度和90度两种状态。

在本实施例中，所述的支撑脚5上分布有一排孔，机架1插入安装在孔内，借此可以通过插入不同的孔调整机架1的平衡。

在本实施例中，所述的绘图装置10包括有一块连接板，两个销轴，一个轴承，一根自主设计的螺杆，其螺纹长度为134mm。由两个销轴与机架1上的滑块组7通过螺纹连接，支撑这一装置，而双螺母将绘图纸板夹在中间，形成一螺旋调节机构，既可以支撑有机玻璃绘图板，也可以调节调节绘图板的位置。这其中，销轴与连接板为间隙配合，轴承与连接板上孔为过盈配合，螺柱与轴承内圈也为过盈配合。

在本实施例中，所述的手动驱动装置8上有一个齿轮和手柄，可与铰链四杆4上的齿轮驱动装置构成齿轮副，通过手柄驱动铰链四杆。

在本实施例中，所述的铰链四杆4和手动驱动装置8在机架1上位置高度可调，通过蝶形螺母6固定在机架1一侧的侧边上。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (8)

1.便携式多功能连杆机构教具，包括机架、铰链四杆、支撑脚、绘图装置、手动驱动装置, 所述的机架为剪叉式结构，利用合拢和张开实现高度调节；所述铰链四杆为空间四杆结构，包括有四根连杆、三个滑块组和一个齿轮驱动装置；所述的滑块组包括有大小相同的矩形的子滑块和母滑块，两者叠放在一起，并在中心位置铰接，其铰接的轴为子母钉；所述的连杆上设置有槽，滑块组套在连杆上可沿槽滑动，四根连杆分别两两由滑块组进行套接，每相邻两个连杆分别套入同一个滑块组内的子滑块和母滑块中。

2.如权利要求1所述的便携式多功能连杆机构教具，其特征在于：所述的机架上设置有磁铁安装结构和支撑脚连接结构,可以实现整个装置吸附于黑板上和放置在桌上两种模式的选择。

3. 如权利要求1所述的便携式多功能连杆机构教具，其特征在于：所述的铰链四杆通过滑块组的滑动，可以变形为各种连杆机构，其中铰链四杆采用四对伸缩套杆来实现杆长的变化，伸缩杆之间通过滑槽滑动，并在滑槽中安装有内六角螺钉实现杆长的固定，伸缩杆的杆端采用双螺柱限位机构防止滑块滑出。

4.如权利要求1所述的便携式多功能连杆机构教具，其特征在于：所述的每个滑块组上都设置有锁紧孔和定位孔，锁紧孔是与锁紧螺钉配合的螺纹孔，设置于滑块组侧面，通过锁紧螺钉可以调节滑块在杆上的位置并锁紧，使铰接点可固定在杆上任意位置，从而可实现杆长的调节。

5.如权利要求4所述的便携式多功能连杆机构教具，其特征在于：所述的定位孔是定位销孔，每个滑块上有四个，分列在滑块的四角，并可插入定位销进行定位，可以使两滑块呈0度和90度两种状态。

6.如权利要求1所述的便携式多功能连杆机构教具，其特征在于：所述的支撑脚上分布有一排孔，机架插入安装在孔内，借此可以通过插入不同的孔调整机架的平衡。

7.如权利要求1所述的便携式多功能连杆机构教具，其特征在于：所述的绘图装置包括有一块连接板，两个销轴，一个轴承，一根自主设计的螺杆，由两个销轴与机架上的滑块组通过螺纹连接，双螺母将绘图纸板夹在中间，形成一螺旋调节机构，其中，销轴与连接板为间隙配合，轴承与连接板上孔为过盈配合，螺柱与轴承内圈也为过盈配合。

8.如权利要求1所述的便携式多功能连杆机构教具，其特征在于：所述的手动驱动装置上有一个齿轮和手柄，可与铰链四杆上的齿轮驱动装置构成齿轮副，通过手柄驱动铰链四杆。