CN104933939B - 连杆机构综合实验装置 - Google Patents

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Abstract

一种连杆机构综合实验装置，包括机架，一个圆盘，两个滑块，三根杆件，四个铰销和若干锁止件，三根杆件串联铰接，首尾两杆外端各与一滑块铰接，两滑块分别嵌在机架上相互垂直的两个滑槽中，其特征是四个铰销均方便装拆，圆盘中心和与之距离等于一杆上两铰销孔距点处各有一个可与铰销配合的通孔或缺口，此圆盘可与该杆件重叠后再与一滑块和另一杆件铰接，锁止件设置在机架上滑槽的侧面或滑块上，用于锁止或放松滑块，从而禁止或允许滑块沿滑槽自由滑动，可实现多种机构变形，可帮助理解机构的演化、偏心圆机构运动简图画法和机构具有确定运动的条件等。

Description

连杆机构综合实验装置
技术领域
本发明涉及一种教学实验用具，特别涉及一种连杆机构综合演示实验装置，其可以变形为五杆机构，四连杆机构，偏心轮机构，曲柄滑块机构或椭圆机构等。
背景技术
连杆机构的应用十分广泛，它常出现在众多工农业机械和工程机械中。因此，连杆机构是机械原理或机械设计基础中学习的最重要机构之一。平面连杆机构的基本知识如存在曲柄的条件，平面四杆机构的基本类型及其演化方式等成为教学中的重难点。
为此，有一些人开发了一些实验装置来辅助教与学。如ZL201220000685.6和ZL201310501665.6，但这些专利公开的装置，要么只能简单地改变杆件的长度来演示曲柄的基本类型，要么是用复杂的方式和构成直接搭接出各种演化结果，对学生理解演化的过程、绘制偏心轮机构运动简图等帮助不大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种简约但不简单的一体化实验装置，它不但可以用于平面四杆机构的基本类型及其演化结果的演示，更能帮助同学直观理解一些演化过程，以及偏心轮在机构运动简图中的表示方法，还能用于欠驱动系统的演示。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的连杆机构综合实验装置，包括机架，一个圆盘，两个滑块，三根杆件，四个铰销和若干锁止件，三根杆件串联铰接，首尾两杆外端各与一滑块铰接，两滑块分别嵌在机架上相互垂直的两个滑槽中，其特征是四个铰销均方便装拆，圆盘中心有一个与铰销配合的通孔，圆盘面上距离圆盘中心等于某一杆上两铰销中心距的位置处有一个与铰销配合的通孔或缺口，此圆盘可与该杆件重叠两铰销孔后再与一滑块和另一杆件铰接，锁止件设置在机架上滑槽的侧面或滑块上，用于锁止或放松滑块，从而禁止或允许滑块沿滑槽自由滑动。
所述的三根杆件长度可以相等也可以不相等。
所述用于控制各滑块可动与否的锁止件有多个，是螺钉或插销。
本发明的有益效果是：
1.结构简单，成本低。
2.变形多，功能强大。主要变形有：
a)平面六杆机构；
b)平面五杆机构；
c)满足存在曲柄条件的四杆机构；
d)不满足存在曲柄条件的四杆机构；
e)对心曲柄滑块机构；
f)偏置曲柄滑块机构；
g)偏心轮机构；
h)椭圆机构。
3.除可用于连杆机构的教学，还可用于机构运动简图的教学，也可用于机构具有确定运动条件的教学演示。
附图说明
图1是本发明全貌的结构原理示意图。
图2是图1中拆除圆盘7的结果。
图3是图2中滑块14固定在另一位置的结果。
图4是图1中拆除杆9的结果。
图5是图4中拆除圆盘7的结果。
图6是图4中滑块3固定在另一位置的结果。
图7是图6中拆除圆盘7的结果。
图8是图5中拆除杆4的结果。
附图中：1、机架，2、16、滑槽，3、14、滑块，4、9、11杆件，7、圆盘，5、8、12、15、锁止件，6、10、13、17、铰销。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的连杆机构综合实验装置，包括机架1，一个圆盘7，两个滑块3和我4，三根杆件4、9和11，四个铰销6、10、13和17，锁止件5、8、12和15，三根杆件串联铰接，首尾两杆外端各与一滑块铰接，两滑块分别嵌在机架上相互垂直的两个滑槽2和16中，其特征是四个铰销均方便装拆，圆盘7中心有一个与铰销配合的通孔，圆盘7面上距离圆盘中心等于杆4上两铰销中心距的位置处有一个与铰销配合的通孔或缺口，圆盘7可与杆件4重叠两铰销孔后再与滑块3和杆件9铰接，锁止件设置在机架上滑槽的侧面或滑块上，用于锁止或放松滑块，从而禁止或允许滑块沿滑槽自由滑动。具体变形实施例如下：
如图1，2所示，如果锁止件5和12均未锁止，则构成六杆机构；
如果其中一个锁止则构成五杆机构；
如果两个均锁止则成为四杆机构，此时满足存在曲柄的条件，如以杆4为原原动件则成为曲柄摇杆机构，如以杆11为原动件则可用于演示死点概念及其出现的位置；
如果将滑块14向左移动并将两滑块均锁止，如图3所示，此时为双摇杆机构；
图5中锁止锁止件5，松开12，成为偏置曲柄滑块机构；装上圆盘7(图4)则很容易想象出偏心轮机构，便于理解铰链尺寸变大引起的机构演变原理，以及偏心轮在机构运动简图中为什么表达成偏心距长的线段，还可以用于讲解此时滑块的急回特性；
图6中将滑块3移到另一位置，锁止8，松开12，则成为对心曲柄滑块机构，此时没有急回现象；
图8中，锁止件均松开，则成为椭圆机构，可变成椭圆规。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，凡对本发明采取等同替换或等效变换所获得的技术方案，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种连杆机构综合实验装置，包括机架，一个圆盘，两个滑块，三根杆件，四个铰销和若干锁止件，三根杆件串联铰接，首尾两杆外端各与一滑块铰接，两滑块分别嵌在机架上相互垂直的两个滑槽中，其特征是四个铰销均方便装拆，圆盘中心有一个与铰销配合的通孔，圆盘面上距离圆盘中心等于某一杆上两铰销中心距的位置处有一个与铰销配合的通孔或缺口，此圆盘可与该杆件重叠两铰销孔后再与一滑块和另一杆件铰接，锁止件设置在机架上滑槽的侧面或滑块上，用于锁止或放松滑块，从而禁止或允许滑块沿滑槽自由滑动。
2.根据权利要求1所述的连杆机构综合实验装置，其特征是三根杆件长度可以相等也可以不相等。
3.根据权利要求1所述的连杆机构综合实验装置，其特征是用于控制各滑块可动与否的锁止件有多个，是螺钉或插销。
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