CN104332103B - 一种便携式平面机构综合演示教具 - Google Patents
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Abstract
一种便携式平面机构综合演示教具，属于教学用具技术领域。本发明采用可任意拆装搭建的积木式结构，箱体与箱盖通过合页相连，支座固定平台固装于在箱体内，滑槽立板通过合页与支座固定平台相连，且与箱体通过螺栓固定；支座位于支座固定平台上；若干直连杆的杆长各异，当直连杆或异形连杆与支座铰接配合时作为曲柄使用；在滑槽立板上设置有若干条弧形滑槽及直线滑槽，弧形滑槽、直线滑槽与组合式滑块、滚轮配合使用；组合式滑块包括弧形滑块、辅助顶滑块及辅助底滑块，组合为一体的组合式滑块的上、下端面相平行。本发明可手工快速搭建与相关知识点对应的平面机构，即能满足任课教师的教学演示需要，又能满足学生亲手操作实践的需要。
Description
技术领域
本发明属于教学用具技术领域，特别是涉及一种便携式平面机构综合演示教具。
背景技术
目前，在机械原理教学过程中，当涉及平面机构的相关知识时，任课教师大都只能通过详细的文字讲解及简单的黑板绘图进行知识点的教授，但是这种静态教学方式，对于需要动态运行的平面机构来说，并不利于学生对相关知识点的理解。
对于一些有条件的学校，老师可以通过电脑动画的方式，向学生展示平面机构的运行过程和运行方式，虽然这种动态展示教学方式相比于传统的静态教学方式有了一定的进步，但是学生也只能被动观看，无法实现亲手操作，教学效果提升不大。
对于从事过多年教学工作的老师来说，都知晓一个道理，即“理论+动手实践”的教学方式才最利于学生对知识的理解和学习，因此，急需一种即能满足教师的教学演示，又能满足学生的亲手操作实践的演示教具。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种即能满足教师的教学演示，又能满足学生的亲手操作实践的便携式平面机构综合演示教具。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种便携式平面机构综合演示教具，采用可任意拆装搭建的积木式结构，包括箱体、箱盖、支座固定平台、滑槽立板、若干支座、若干直连杆、若干异形连杆、若干组合式滑块及若干滚轮；
所述箱体与箱盖通过合页相连，支座固定平台固装于在箱体内，滑槽立板通过合页与支座固定平台相连，且与箱体通过螺栓固定；
所述支座位于支座固定平台上；
所述若干直连杆的杆长各异，直连杆或异形连杆与支座铰接配合时，直连杆或异形连杆作为曲柄使用；
在所述滑槽立板上设置有若干条弧形滑槽及直线滑槽，所述弧形滑槽、直线滑槽与组合式滑块、滚轮配合使用。
在所述支座上还配装有旋转手柄。
所述组合式滑块包括弧形滑块、辅助顶滑块及辅助底滑块，辅助顶滑块上端面为平面，下端面为凹弧面，辅助底滑块上端面为凸弧面，下端面为平面，弧形滑块位于辅助顶滑块与辅助底滑块之间，在辅助顶滑块及辅助底滑块上设置有插销，在弧形滑块上设置有销孔，弧形滑块与辅助顶滑块、辅助底滑块通过插销和销孔组合连接，且组合式滑块的上、下端面相平行。
在所述支座固定平台上设置有若干条相互平行的螺栓安装槽，支座通过螺栓安装槽及其内连接螺栓与支座固定平台相连接。
在所述异形连杆上设置有若干辅助安装孔，辅助安装孔用于安装激光笔或画笔，通过激光笔或画笔随异形连杆的运动演示或绘制连杆曲线。
本发明的有益效果：
本发明提供的便携式平面机构综合演示教具，采用可任意拆装搭建的积木式结构，可根据平面机构的相关知识点，手工快速搭建与相关知识点对应的平面机构，并可动态演示其工作原理；任课教师可以先演示搭建，再指导学生亲自动手搭建，即满足了任课教师的教学演示需要，又满足了学生亲手操作实践的需要，一举两得。
附图说明
图1为通过本发明的便携式平面机构综合演示教具搭建的一种平面机构实施例示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的侧视图；
图4为组合式滑块结构示意图；
图中，1—箱体，2—箱盖，3—支座固定平台，4—滑槽立板，5.1—第一支座，5.2—第二支座，6.1—第一直连杆，6.2—第二直连杆，6.3—第三直连杆，6.4—第四直连杆，6.5—第五直连杆，7—异形连杆，8—第一组合式滑块，9—滚轮，10—旋转手柄，11—弧形滑槽，12.1—第一直线滑槽，12.2—第二直线滑槽，13—弧形滑块，14—辅助顶滑块，15—辅助底滑块，16—插销，17—销孔，18—螺栓安装槽，19—辅助安装孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
一种便携式平面机构综合演示教具，采用可任意拆装搭建的积木式结构，包括箱体1、箱盖2、支座固定平台3、滑槽立板4、若干支座、若干直连杆、若干异形连杆7、若干组合式滑块及若干滚轮9；
所述箱体1与箱盖2通过合页相连，支座固定平台3固装于在箱体1内，滑槽立板4通过合页与支座固定平台3相连，且与箱体1通过螺栓固定；
所述支座位于支座固定平台3上；
所述若干直连杆的杆长各异，当直连杆或异形连杆与支座铰接配合时，直连杆或异形连杆作为曲柄使用；
在所述滑槽立板4上设置有若干条弧形滑槽11及直线滑槽12，所述弧形滑槽11、直线滑槽12与组合式滑块、滚轮9配合使用。
在所述支座上还配装有旋转手柄10。
如图4所示，所述组合式滑块包括弧形滑块13、辅助顶滑块14及辅助底滑块15，辅助顶滑块14上端面为平面，下端面为凹弧面，辅助底滑块15上端面为凸弧面，下端面为平面，弧形滑块13位于辅助顶滑块14与辅助底滑块15之间，在辅助顶滑块14及辅助底滑块15上设置有插销16，在弧形滑块13上设置有销孔17，弧形滑块13与辅助顶滑块14、辅助底滑块15通过插销16和销孔17组合连接，且组合式滑块的上、下端面相平行。
在所述支座固定平台3上设置有若干条相互平行的螺栓安装槽18，支座通过螺栓安装槽18及其内连接螺栓与支座固定平台3相连接，通过调整连接螺栓在螺栓安装槽18内的位置，可调节支座在支座固定平台3上的位置。
在所述异形连杆7上设置有若干辅助安装孔19，辅助安装孔19用于安装激光笔或画笔，通过激光笔或画笔随异形连杆7的运动演示或绘制连杆曲线。
下面按照图1、2、3所示搭建一种平面机构，该平面机构包括两个支座、五个长度不等的直连杆、一个异形连杆7、两个组合式滑块及一个滚轮9，其中，两个支座分别记为第一支座5.1及第二支座5.2，五个直连杆分别记为第一直连杆6.1、第二直连杆6.2、第三直连杆6.3、第四直连杆6.4及第五直连杆6.5，两个组合式滑块分别记为第一组合式滑块8及第二组合式滑块，且滑槽立板4上设置有两条直线滑槽和一条弧形滑槽11，两条直线滑槽分别记为第一直线滑槽12.1和第二直线滑槽12.2。
首先，安装第一支座5.1及第二支座5.2到支座固定平台3上，通过螺栓安装槽18调整第一支座5.1及第二支座5.2到合适位置，然后拧紧连接螺栓，此时第一支座5.1及第二支座5.2被固定在支座固定平台3上。选取第一直连杆6.1，将第一直连杆6.1一端与第一支座5.1上的旋转手柄10中心转杆相固连，第一直连杆6.1另一端与异形连杆7一端通过铰接螺钉相连，此时的第一直连杆6.1即为平面机构的曲柄。
选取第二直连杆6.2、第三直连杆6.3及第四直连杆6.4，然后将异形连杆7另一端与第二直连杆6.2、第三直连杆6.3及第四直连杆6.4的一端通过铰接螺钉铰接在一起。
将第一组合式滑块8作为整体送入滑槽立板4的第一直线滑槽12.1内，将滚轮9送入第二直线滑槽12.2内，选取第五直连杆6.5，通过第五直连杆6.5将第一组合式滑块8和滚轮9连接在一起，再将第一组合式滑块8与第二直连杆6.2另一端铰接在一起。
将第二组合式滑块的辅助顶滑块14及辅助底滑块15拆下，只保留中间的弧形滑块13，然后将弧形滑块13送入滑槽立板4的弧形滑槽11内，再将弧形滑块13与第三直连杆6.3另一端铰接在一起。
最后将第四直连杆6.4另一端与第二支座5.2铰接在一起，平面机构搭建完成。为了防止弧形滑槽11内的弧形滑块13、第一直线滑槽12.1内的第一组合式滑块8偏离出滑槽，在弧形滑块13和第一组合式滑块8上都安装有挡板。
在该平面机构内，由第一支座5.1、第一直连杆6.1、异形连杆7、第四直连杆6.4及第二支座5.2构成曲柄摇杆机构，由第二支座5.2、第四直连杆6.4、第三直连杆6.3、弧形滑块13及弧形滑槽11构成曲柄曲滑块机构，由第二支座5.2、第四直连杆6.4、第二直连杆6.2、第一组合式滑块8及第一直线滑槽12.1构成曲柄直滑块机构。
手动转动旋转手柄10，可直观演示曲柄摇杆机构、曲柄曲滑块机构及曲柄直滑块机构的运行过程，通过异形连杆7、第二直连杆6.2、第三直连杆6.3及第四直连杆6.4的公共铰接点可演示复合铰链结构及其铰接点的运行轨迹，通过第一组合式滑块8在第一直线滑槽12.1内的直线运动、滚轮9在第二直线滑槽12.2内的直线运动，可演示虚约束，通过滚轮9在第二直线滑槽12.2内的滚动直线运动，可演示局部自由度。由于曲柄曲滑块机构为曲柄直滑块机构的变异机构，因此，通过曲柄曲滑块机构和曲柄直滑块机构可演示曲柄滑块机构的变异演变。
任课教师可以根据实际课程知识点的不同，任意搭建能够体现知识点的平面机构并演示给学生，学生也可以在老师指导下亲自动手搭建，如此，即满足了任课教师的教学演示需要，又满足了学生亲手操作实践的需要，一举两得。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。
Claims (4)
1.一种便携式平面机构综合演示教具，其特征在于：采用可任意拆装搭建的积木式结构，包括箱体、箱盖、支座固定平台、滑槽立板、若干支座、若干直连杆、若干异形连杆、若干组合式滑块及若干滚轮；
所述箱体与箱盖通过合页相连，支座固定平台固装于在箱体内，滑槽立板通过合页与支座固定平台相连，且与箱体通过螺栓固定；
所述支座位于支座固定平台上；
所述若干直连杆的杆长各异，直连杆或异形连杆与支座铰接配合时，直连杆或异形连杆作为曲柄使用；
在所述滑槽立板上设置有若干条弧形滑槽及直线滑槽，所述弧形滑槽、直线滑槽与组合式滑块、滚轮配合使用；
所述组合式滑块包括弧形滑块、辅助顶滑块及辅助底滑块，辅助顶滑块上端面为平面，下端面为凹弧面，辅助底滑块上端面为凸弧面，下端面为平面，弧形滑块位于辅助顶滑块与辅助底滑块之间，在辅助顶滑块及辅助底滑块上设置有插销，在弧形滑块上设置有销孔，弧形滑块与辅助顶滑块、辅助底滑块通过插销和销孔组合连接，且组合式滑块的上、下端面相平行。
2.根据权利要求1所述的一种便携式平面机构综合演示教具，其特征在于：在所述支座上还配装有旋转手柄。
3.根据权利要求1所述的一种便携式平面机构综合演示教具，其特征在于：在所述支座固定平台上设置有若干条相互平行的螺栓安装槽，支座通过螺栓安装槽及其内连接螺栓与支座固定平台相连接。
4.根据权利要求1所述的一种便携式平面机构综合演示教具，其特征在于：在所述异形连杆上设置有若干辅助安装孔，辅助安装孔用于安装激光笔或画笔，通过激光笔或画笔随异形连杆的运动演示或绘制连杆曲线。
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