CN104504989A - 一种典型机构运动分析模块化教学装置 - Google Patents
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Abstract
一种典型机构运动分析模块化教学装置，包括有试验台和通过电机架固定在试验台上的电机，所述的试验台的台面上开有多数个用于固定安装不同实验所需的不同结构的典型机构模块的定位孔，所述不同结构的典型机构模块的动力输入端与所述的电机的输出轴固定连接。所述的不同结构的典型机构模块是由相应的机械部件和相应的传感器根据实验要求在所述的试验台上搭设组装成的：直动凸轮机构模块或摆动导杆机构模块或六杆机构机构模块或曲柄滑块机构模块或曲柄摇杆机构模块或双曲柄机构模块。本发明可以分别实现对几类典型的机械机构(摆动导杆、摆动凸轮、六杆机构、双曲柄、曲柄滑块、直动凸轮、曲柄摇杆等)的运动分析，大大缩减了教学成本和缩小了占用空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种模块化教学装置。特别是涉及一种典型机构运动分析模块化教学装置。
背景技术
以往的教学装置都是独立的，需要不同的试验台来完成不同机构的运动试验，这样既占有了大量的空间，又增加了教学成本，同时学生只能用眼看不能亲手组装机构，降低了教学质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以分别实现对几类典型的机械机构(摆动导杆、摆动凸轮、六杆机构、双曲柄、曲柄滑块、直动凸轮、曲柄摇杆等)的运动进行分析的典型机构运动分析模块化教学装置。
本发明所采用的技术方案是：一种典型机构运动分析模块化教学装置，包括有试验台和通过电机架固定在试验台上的电机，所述的试验台的台面上开有多数个用于固定安装不同实验所需的不同结构的典型机构模块的定位孔，所述不同结构的典型机构模块的动力输入端与所述的电机的输出轴固定连接。
所述的不同结构的典型机构模块是由相应的机械部件和相应的传感器根据实验要求在所述的试验台上搭设组装成的：直动凸轮机构模块或摆动导杆机构模块或六杆机构机构模块或曲柄滑块机构模块或曲柄摇杆机构模块或双曲柄机构模块。
所述的直动凸轮机构模块包括有：与固定在试验台上的电机的输出轴固定连接的凸轮，通过试验台的定位孔固定在试验台上的底座，通过垂直连接在底座上的标尺固定设置在底座上方的顶板，以及位于底座和顶板之间的第一滑块，所述的底座上分别垂直设置有丝杠和导向柱，所述导向柱滑动的贯穿所述的第一滑块，顶端固定在顶板上，所述的丝杠通过螺纹依次贯穿所述的第一滑块和顶板，顶端与位于顶板上方的旋柄连接，所述的第一滑块上在水平方向滑动的贯穿有直线导杆，所述直线导杆的一端与所述的凸轮为接触连接，另一端通过连接件与直线位移传感器的移动杆相连，所述的直线位移传感器通过传感器支架固定在所述的第一滑块上。
所述的摆动导杆机构模块包括有：一端与固定在试验台上的电机的输出轴固定连接的摆动杆，通过试验台的定位孔固定在试验台上的轴承座，贯穿所述轴承座的旋转轴，所述旋转轴的一端连接角位移传感器，另一端固定连接摆动导杆的一端，所述摆动导杆的另一端沿长度方向形成有滑槽，所述摆动杆的另一端为滑块结构，所述滑块结构能够沿所述摆动导杆的滑槽移动的安装在所述的滑槽内。
所述的摆动凸轮机构模块包括有：与固定在试验台上的电机的输出轴固定连接的凸轮，通过试验台的定位孔固定在试验台上的轴承座，贯穿所述轴承座的旋转轴，所述旋转轴的一端连接角位移传感器，另一端固定连接摆动摇杆的一端，所述摆动摇杆的另一端相垂直的连接摆杆的一端，所述摆杆的另一端搭接在所述的凸轮外周边上。
所述的六杆机构机构模块包括有：一端与固定在试验台上的电机的输出轴固定连接的曲柄，所述曲柄的另一端铰接在第一连接杆(24)的一端，所述第一连接杆(24)的另一端连接第二连接杆的一端，所述的第二连接杆的另一端铰接在旋转轴的一端，所述旋转轴的另一端贯穿轴承座后固定连接转盘，所述的轴承座通过试验台的定位孔固定在试验台上，且位于电机的输出轴前侧，所述试验台上位于轴承座一侧通过试验台的定位孔固定设置有滑块支架，所述滑块支架上通过滑杆滑动的设置有第二滑块，所述第二滑块的上铰接有连杆的一端，所述连杆的另一端与所述的转盘铰接，所述的第二滑块的侧边通过连接件连接直线位移传感器的移动杆，所述直线位移传感器通过传感器支架固定在所述的滑块支架上。
所述的曲柄滑块机构模块包括有：一端与固定在试验台上的电机的输出轴固定连接的曲柄，所述曲柄的另一端铰接在连杆的一端，所述试验台上还通过试验台的定位孔固定设置有滑块支架，所述滑块支架上通过滑杆滑动的设置有第二滑块，所述第二滑块上铰接连杆的另一端，所述的第二滑块的侧边通过连接件连接直线位移传感器的移动杆，所述直线位移传感器通过传感器支架固定在所述的滑块支架上。
所述的曲柄摇杆机构模块包括有：一端与固定在试验台上的电机的输出轴固定连接的第一曲柄摇杆，所述第一曲柄摇杆的另一端铰接中间连杆的一端，所述中间连杆的另一端铰接第二曲柄摇杆的一端，所述试验台上通过试验台的定位孔固定设置有轴承座，轴承座上贯穿有旋转轴，所述旋转轴的一端连接角位移传感器，另一端固定连接所述第二曲柄摇杆的另一端，其中所述的第二曲柄摇杆的长度大于第一曲柄摇杆的长度。
所述的双曲柄机构模块包括有：一端与固定在试验台上的电机的输出轴固定连接的第三曲柄摇杆，所述第三曲柄摇杆的另一端铰接中间连杆的一端，所述中间连杆的另一端铰接第四曲柄摇杆的一端，所述试验台上通过试验台的定位孔固定设置有轴承座，轴承座上贯穿有旋转轴，所述旋转轴的一端连接角位移传感器，另一端固定连接所述第四曲柄摇杆的另一端，其中所述的第三曲柄摇杆的长度与所述的第四曲柄摇杆的长度相等。
本发明的一种典型机构运动分析模块化教学装置，将个机构模块，典型的运动机构都可以集成在试验台上，可以分别实现对几类典型的机械机构(摆动导杆、摆动凸轮、六杆机构、双曲柄、曲柄滑块、直动凸轮、曲柄摇杆等)的运动分析，通过自己动手组装机构可以提高学生对机构的理解和动手能力。本发明不仅提高了学生的动手能力，提高了教学效率，而且由于本发明试验台可以适用几类运动机构，大大缩减了教学成本和缩小了占用空间。
附图说明
图1是本发明直动凸轮机构模块的实验结构示意图；
图2是本发明摆动导杆机构模块的实验结构示意图；
图3是本发明摆动凸轮机构模块的实验结构示意图；
图4是本发明六杆机构机构模块的实验结构示意图；
图5是本发明曲柄滑块机构模块的实验结构示意图；
图6是本发明曲柄摇杆机构模块的实验结构示意图；
图7是本发明双曲柄机构模块的实验结构示意图。
图中
1：试验台 2：电机
3：电机架 4：定位孔
5：凸轮 6：底座
7：第一滑块 8：丝杠
9：导向柱 10：直线导杆
11：传感器支架 12：直线位移传感器
13：顶板 14：标尺
15：旋柄 16：轴承座
17：旋转轴 18：摆动导杆
19：滑槽 20：摆动杆
21：滑块结构 22：角位移传感器
23：曲柄 24：第一连接杆
25：第二连接杆 26：转盘
27：滑块支架 28：滑杆
29：第二滑块 30：连杆
31：摆动摇杆 32：摆杆
33：第一曲柄摇杆 34：中间连杆
35：第二曲柄摇杆 36：第三曲柄摇杆
37：第四曲柄摇杆 38：连接件
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种典型机构运动分析模块化教学装置，做出详细说明。
本发明的一种典型机构运动分析模块化教学装置，包括有试验台1和通过电机架3固定在试验台1上的电机2，所述的试验台1的台面上开有多数个用于固定安装不同实验所需的不同结构的典型机构模块的定位孔4，所述不同结构的典型机构模块的动力输入端与所述的电机2的输出轴固定连接。
所述的不同结构的典型机构模块是由相应的机械部件和传感器根据实验要求在所述的试验台1上组装成的：直动凸轮机构模块或摆动导杆机构模块或六杆机构机构模块或曲柄滑块机构模块或曲柄摇杆机构模块或双曲柄机构模块。通过自己动手组装不同的机构模块，可以提高实验者对不同机构的理解和动手能力，同时由于本发明的试验台可以根据试验要求自己组装不同结构的机构模块，即，可根据需求将机构模块从实验台上拆装。所以能够适用几类运动机构，大大缩减了教学成本。
如图1所示，所述的直动凸轮机构模块包括有：与固定在试验台1上的电机2的输出轴固定连接的凸轮5，通过试验台1的定位孔4固定在试验台1上的底座6，通过垂直连接在底座6上的标尺14固定设置在底座6上方的顶板13，以及位于底座6和顶板13之间的第一滑块7，所述的底座6上分别垂直设置有丝杠8和导向柱9，所述导向柱9滑动的贯穿所述的第一滑块7，顶端固定在顶板13上，所述的丝杠8通过螺纹依次贯穿所述的第一滑块7和顶板13，顶端与位于顶板13上方的旋柄15连接，所述的第一滑块7上在水平方向滑动的贯穿有直线导杆10，所述直线导杆10的一端与所述的凸轮5为接触连接，另一端通过连接件与直线位移传感器12的移动杆相连，所述的直线位移传感器12通过传感器支架11固定在所述的第一滑块7上。
如图2所示，所述的摆动导杆机构模块包括有：一端与固定在试验台1上的电机2的输出轴固定连接的摆动杆20，通过试验台1的定位孔4固定在试验台1上的轴承座16，贯穿所述轴承座16的旋转轴17，所述旋转轴17的一端连接角位移传感器22，另一端固定连接摆动导杆18的一端，所述摆动导杆18的另一端沿长度方向形成有滑槽19，所述摆动杆20的另一端为滑块结构21，所述滑块结构21能够沿所述摆动导杆18的滑槽19移动的安装在所述的滑槽19内。
如图3所示，所述的摆动凸轮机构模块包括有：与固定在试验台1上的电机2的输出轴固定连接的凸轮5，通过试验台1的定位孔4固定在试验台1上的轴承座16，贯穿所述轴承座16的旋转轴17，所述旋转轴17的一端连接角位移传感器22，另一端固定连接摆动摇杆31的一端，所述摆动摇杆31的另一端相垂直的连接摆杆32的一端，所述摆杆32的另一端搭接在所述的凸轮5外周边上。
如图4所示，所述的六杆机构机构模块包括有：一端与固定在试验台1上的电机2的输出轴固定连接的曲柄23，所述曲柄23的另一端铰接在第一连接杆24的一端，所述第一连接杆24的另一端连接第二连接杆25的一端，所述的第二连接杆25的另一端铰接在旋转轴17的一端，所述旋转轴17的另一端贯穿轴承座16后固定连接转盘26，所述的轴承座16通过试验台1的定位孔4固定在试验台1上，且位于电机2的输出轴前侧，所述试验台1上位于轴承座16一侧通过试验台1的定位孔4固定设置有滑块支架27，所述滑块支架27上通过滑杆28滑动的设置有第二滑块29，所述第二滑块29的上铰接有连杆30的一端，所述连杆30的另一端与所述的转盘26铰接，所述的第二滑块29的侧边通过连接件38连接直线位移传感器12的移动杆，所述直线位移传感器12通过传感器支架11固定在所述的滑块支架27上。
如图5所示，所述的曲柄滑块机构模块包括有：一端与固定在试验台1上的电机2的输出轴固定连接的曲柄23，所述曲柄23的另一端铰接在连杆30的一端，所述试验台1上还通过试验台1的定位孔4固定设置有滑块支架27，所述滑块支架27上通过滑杆28滑动的设置有第二滑块29，所述第二滑块29上铰接连杆30的另一端，所述的第二滑块29的侧边通过连接件38连接直线位移传感器12的移动杆，所述直线位移传感器12通过传感器支架11固定在所述的滑块支架27上。
如图6所示，所述的曲柄摇杆机构模块包括有：一端与固定在试验台1上的电机2的输出轴固定连接的第一曲柄摇杆33，所述第一曲柄摇杆33的另一端铰接中间连杆34的一端，所述中间连杆34的另一端铰接第二曲柄摇杆35的一端，所述试验台1上通过试验台1的定位孔4固定设置有轴承座16，轴承座16上贯穿有旋转轴17，所述旋转轴17的一端连接角位移传感器22，另一端固定连接所述第二曲柄摇杆35的另一端，其中所述的第二曲柄摇杆35的长度大于第一曲柄摇杆33的长度。
如图7所示，所述的双曲柄机构模块包括有：一端与固定在试验台1上的电机2的输出轴固定连接的第三曲柄摇杆36，所述第三曲柄摇杆36的另一端铰接中间连杆34的一端，所述中间连杆34的另一端铰接第四曲柄摇杆37的一端，所述试验台1上通过试验台1的定位孔4固定设置有轴承座16，轴承座16上贯穿有旋转轴17，所述旋转轴17的一端连接角位移传感器22，另一端固定连接所述第四曲柄摇杆37的另一端，其中所述的第三曲柄摇杆36的长度与所述的第四曲柄摇杆37的长度相等。
Claims (9)
1.一种典型机构运动分析模块化教学装置，包括有试验台(1)和通过电机架(3)固定在试验台(1)上的电机(2)，其特征在于，所述的试验台(1)的台面上开有多数个用于固定安装不同实验所需的不同结构的典型机构模块的定位孔(4)，所述不同结构的典型机构模块的动力输入端与所述的电机(2)的输出轴固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种典型机构运动分析模块化教学装置，其特征在于，所述的不同结构的典型机构模块是由相应的机械部件和相应的传感器根据实验要求在所述的试验台(1)上搭设组装成的：直动凸轮机构模块或摆动导杆机构模块或六杆机构机构模块或曲柄滑块机构模块或曲柄摇杆机构模块或双曲柄机构模块。
3.根据权利要求2所述的一种典型机构运动分析模块化教学装置，其特征在于，所述的直动凸轮机构模块包括有：与固定在试验台(1)上的电机(2)的输出轴固定连接的凸轮(5)，通过试验台(1)的定位孔(4)固定在试验台(1)上的底座(6)，通过垂直连接在底座(6)上的标尺(14)固定设置在底座(6)上方的顶板(13)，以及位于底座(6)和顶板(13)之间的第一滑块(7)，所述的底座(6)上分别垂直设置有丝杠(8)和导向柱(9)，所述导向柱(9)滑动的贯穿所述的第一滑块(7)，顶端固定在顶板(13)上，所述的丝杠(8)通过螺纹依次贯穿所述的第一滑块(7)和顶板(13)，顶端与位于顶板(13)上方的旋柄(15)连接，所述的第一滑块(7)上在水平方向滑动的贯穿有直线导杆(10)，所述直线导杆(10)的一端与所述的凸轮(5)为接触连接，另一端通过连接件与直线位移传感器(12)的移动杆相连，所述的直线位移传感器(12)通过传感器支架(11)固定在所述的第一滑块(7)上。
4.根据权利要求2所述的一种典型机构运动分析模块化教学装置，其特征在于，所述的摆动导杆机构模块包括有：一端与固定在试验台(1)上的电机(2)的输出轴固定连接的摆动杆(20)，通过试验台(1)的定位孔(4)固定在试验台(1)上的轴承座(16)，贯穿所述轴承座(16)的旋转轴(17)，所述旋转轴(17)的一端连接角位移传感器(22)，另一端固定连接摆动导杆(18)的一端，所述摆动导杆(18)的另一端沿长度方向形成有滑槽(19)，所述摆动杆(20)的另一端为滑块结构(21)，所述滑块结构(21)能够沿所述摆动导杆(18)的滑槽(19)移动的安装在所述的滑槽(19)内。
5.根据权利要求2所述的一种典型机构运动分析模块化教学装置，其特征在于，所述的摆动凸轮机构模块包括有：与固定在试验台(1)上的电机(2)的输出轴固定连接的凸轮(5)，通过试验台(1)的定位孔(4)固定在试验台(1)上的轴承座(16)，贯穿所述轴承座(16)的旋转轴(17)，所述旋转轴(17)的一端连接角位移传感器(22)，另一端固定连接摆动摇杆(31)的一端，所述摆动摇杆(31)的另一端相垂直的连接摆杆(32)的一端，所述摆杆(32)的另一端搭接在所述的凸轮(5)外周边上。
6.根据权利要求2所述的一种典型机构运动分析模块化教学装置，其特征在于，所述的六杆机构机构模块包括有：一端与固定在试验台(1)上的电机(2)的输出轴固定连接的曲柄(23)，所述曲柄(23)的另一端铰接在第一连接杆(24)的一端，所述第一连接杆(24)的另一端连接第二连接杆(25)的一端，所述的第二连接杆(25)的另一端铰接在旋转轴(17)的一端，所述旋转轴(17)的另一端贯穿轴承座(16)后固定连接转盘(26)，所述的轴承座(16)通过试验台(1)的定位孔(4)固定在试验台(1)上，且位于电机(2)的输出轴前侧，所述试验台(1)上位于轴承座(16)一侧通过试验台(1)的定位孔(4)固定设置有滑块支架(27)，所述滑块支架(27)上通过滑杆(28)滑动的设置有第二滑块(29)，所述第二滑块(29)的上铰接有连杆(30)的一端，所述连杆(30)的另一端与所述的转盘(26)铰接，所述的第二滑块(29)的侧边通过连接件(38)连接直线位移传感器(12)的移动杆，所述直线位移传感器(12)通过传感器支架(11)固定在所述的滑块支架(27)上。
7.根据权利要求2所述的一种典型机构运动分析模块化教学装置，其特征在于，所述的曲柄滑块机构模块包括有：一端与固定在试验台(1)上的电机(2)的输出轴固定连接的曲柄(23)，所述曲柄(23)的另一端铰接在连杆(30)的一端，所述试验台(1)上还通过试验台(1)的定位孔(4)固定设置有滑块支架(27)，所述滑块支架(27)上通过滑杆(28)滑动的设置有第二滑块(29)，所述第二滑块(29)上铰接连杆(30)的另一端，所述的第二滑块(29)的侧边通过连接件(38)连接直线位移传感器(12)的移动杆，所述直线位移传感器(12)通过传感器支架(11)固定在所述的滑块支架(27)上。
8.根据权利要求2所述的一种典型机构运动分析模块化教学装置，其特征在于，所述的曲柄摇杆机构模块包括有：一端与固定在试验台(1)上的电机(2)的输出轴固定连接的第一曲柄摇杆(33)，所述第一曲柄摇杆(33)的另一端铰接中间连杆(34)的一端，所述中间连杆(34)的另一端铰接第二曲柄摇杆(35)的一端，所述试验台(1)上通过试验台(1)的定位孔(4)固定设置有轴承座(16)，轴承座(16)上贯穿有旋转轴(17)，所述旋转轴(17)的一端连接角位移传感器(22)，另一端固定连接所述第二曲柄摇杆(35)的另一端，其中所述的第二曲柄摇杆(35)的长度大于第一曲柄摇杆(33)的长度。
9.根据权利要求2所述的一种典型机构运动分析模块化教学装置，其特征在于，所述的双曲柄机构模块包括有：一端与固定在试验台(1)上的电机(2)的输出轴固定连接的第三曲柄摇杆(36)，所述第三曲柄摇杆(36)的另一端铰接中间连杆(34)的一端，所述中间连杆(34)的另一端铰接第四曲柄摇杆(37)的一端，所述试验台(1)上通过试验台(1)的定位孔(4)固定设置有轴承座(16)，轴承座(16)上贯穿有旋转轴(17)，所述旋转轴(17)的一端连接角位移传感器(22)，另一端固定连接所述第四曲柄摇杆(37)的另一端，其中所述的第三曲柄摇杆(36)的长度与所述的第四曲柄摇杆(37)的长度相等。
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