CN106683560A - 多功能铰链四杆机构实验平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是多功能的铰链四杆机构在电动机的驱动和手动两种情况下，曲柄摇杆机构、双曲柄机构、曲柄滑块机构和双摇杆机构等几种机构之间的变换，其特征在于：该装置是通过四杆机构中的杆长变化实现曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆和曲柄滑块几种机构的自由动感切换的；在机动演示模式下，利用曲柄内部的行星轮杆长渐变伸缩部分来逐渐改变曲柄的长度；在手动演示模式下，可利用连杆内部的弹簧插销突变伸缩杆部分使连杆长度发生跳跃改变，来实现双曲柄、曲柄摇杆、双摇杆和曲柄滑块几种机构之间的自由切换；该发明结构新颖，精致，简单多变，知识综合性强，操作简单，造价低廉，性价比高，具有传统教具无法相媲美的优点。

Description

多功能铰链四杆机构实验平台

技术领域

本发明属于教学类的实验教具，特别是涉及到最经典的四杆机构演变和变换的装置。

背景技术

现今学校的教学方式多为黑板或投影仪教学，过程枯燥，缺乏趣味性和娱乐性，往往老师花费很大的气力讲解，学生却不能很好地理解所讲的知识，虽然也有到实验室利用教具上课的课时，但现有的教学器材普遍存在外形呆板、功能单一、体积庞大和缺乏生动活泼性等问题，这不仅使教学工作无法顺利展开，而且大大影响了学生的学习兴趣，从而达不到预期的教学效果；铰链四杆机构一直是机械课堂教学的重点和难点，而传统的教学方式往往晦涩难懂，教学效果可想而知。

为激发学生兴趣，调动学生积极性，将生硬的课本知识具体化、生动化、形象化地展示给学生，四杆机构实验教具必须具备电机驱动和手动两种功能，并且能够在双曲柄机构、曲柄摇杆机构、双摇杆机构、曲柄滑块机构等之间切换自如；但现有技术中，四杆机构实验教具有采用电动机直接带动四杆机构中主动杆方案，采用两个四杆机构相连接的双四杆结构方案几种，它们都有其不足之处，（1）在一个四杆机构中有两根杆的长度发生改变，其变化时间与变化速度难以协调，而且需要利用复杂的电气控制部件来控制电动机的运动，其机构相对复杂；（2）双四杆机构增加了机构的复杂性，同时也增加了机构的很多不确定因素，从而加大了机构失败的风险性，并且大四杆机构要与小四杆机构的步调一致才能实现几种机构之间的切换，这就很难控制两四杆机构的步调一致，而且此方案给制造带来很大的麻烦，对制造精度和安装精度要求非常高，所以制造价格比较昂贵，降低了性价比。

因此，设计一种多功能铰链四杆机构实验平台，本实验平台能有效的弥补以上两种方案的不足之处。

发明内容

安装精度要求都不高的情况下，也能实现几种机构之间的切换，从而提高了性价比，也符合机构尽可能简单的原则。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括机架部分、动力部分、行星轮杆长渐变伸缩部分、螺旋卡环离合部分、单向滑块部分、弹簧插销突变伸缩部分和弹簧弹珠锁紧部分；其中机架部分固定在单向滑块部分上，机架部分与动力部分固联，动力部分通过联轴器与行星轮杆长渐变伸缩部分相连，行星轮杆长渐变伸缩部分通过转动副与连杆部分相连，弹簧插销突变伸缩部分通过销连接固定在连杆上，连杆与曲柄通过螺旋卡环离合部分连接，弹簧弹珠锁紧部分通过销连接与机架部分固联。

所述的动力部分包括电动机、小减速齿轮、大减速齿轮和轴，电动机通过联轴器与小减速齿轮相连，大减速齿轮通过键连接与轴固联，轴与行星轮杆长渐变伸缩部分相连；在机动模式下，通过电动机的转动带动行星轮杆长渐变伸缩部分的曲柄的转动；在手动模式下，人工通过扳手直接驱动行星轮杆长渐变伸缩部分的曲柄的转动。

所述的行星轮杆长渐变伸缩部分，该部分主要由杆芯、杆套组成；其中杆芯包括键、固定轴、锥齿轮、紧定螺钉、螺母、螺杆和轴承；杆芯与杆套为间隙配合，可以在杆套内左右滑动，锥齿轮通过键和固定轴固结；另一个锥齿轮通过紧定螺钉和螺杆连接；螺杆和螺母通过螺旋副连接，实现相对运动，带动杆套伸缩，并由轴承支撑；螺杆的一端有螺纹，螺母和杆芯固联；通过锥齿轮带动螺杆转动使杆长发生渐变，从而实现从双曲柄机构向双摇杆机构转变。

所述的螺旋卡环离合部分，包括中间有部分螺纹的杆、轴承、杆、弹簧、卡环螺钉、卡环旋钮、键、卡环底座和螺钉；中间有部分螺纹的杆的一端与卡环底座的孔相配合，卡环旋钮与中间有部分螺纹的杆通过键和螺钉固联，弹簧绕在中间有部分螺纹的杆上，弹簧右端顶住卡环旋钮，中间有部分螺纹的杆的轴肩起轴向定位作用；卡环旋钮和中间有部分螺纹的杆通过螺纹连接，卡环螺钉和卡环旋钮固联，卡环螺钉处在杆的滑槽内，中间有部分螺纹的杆和杆之间安装有一对轴承；通过卡环旋钮将连杆和连架杆锁定合成一根杆。

所述的单向滑块部分，该部分包括垫块、弹簧、滑动轴承、滚柱、工支架、滑板、爬杆、斜板和丝杆；该部分的顶部是一个滑动轴承，滑动轴承下端与滑板通过螺纹副连接，滑板的前后左右有四个滑槽，两斜板分别在左右两槽中通过螺栓与滑板连接在一起，在两斜板中间夹有两工支架，工支架将两滚柱托起，滚柱上有滚花，以增大滚柱和爬杆之间的摩擦力；滚柱与斜板和爬杆分别接触，工支架下端装配在滑动轴承上端，滑动轴承通过弹簧由垫块支撑起来，两根丝杆支撑起垫块，并且两丝杆与两斜板连在一起，整个机构呈对称分布；当单向滑块部分有向下运动的趋势时，该机构就处于自锁状态；当单向滑块部分有向上运动的趋势时，该机构就能够实现自动解锁功能。

所述的弹簧插销突变伸缩部分，该部分包括移动插销、阶梯轴按钮、止动导向销、移动插销弹簧、弹簧离合壳体、按钮弹簧；其中阶梯轴按钮包括细圆柱段、粗圆柱段和直线段；可左右移动的移动插销上有两个圆弧段，移动插销上的圆弧孔装配有一个阶梯轴按钮，阶梯轴按钮的细圆柱段的表面上装配一个按钮弹簧，阶梯轴按钮的细圆柱段可以在直线段的槽中滑动，止动导向销固联在弹簧离合壳体的内表面，止动导向销可以终止移动插销和弹簧离合壳体的相对运动，移动插销的右部分有一个移动插销弹簧顶住移动插销的轴肩右侧，移动插销弹簧装配在移动插销的表面上，移动插销的右端与弹簧离合壳体相连；通过移动插销弹簧的压缩状态，实现杆的快速伸长。

所述的弹簧弹珠锁紧部分，该部分包括杆、滑动轴承、螺钉、套筒、压簧螺钉、压簧和弹珠；其中杆设置有两个对称的弹珠凹槽；套筒和滑动轴承通过螺钉固联，套筒分别设置有两个螺纹通孔，压簧螺钉通过压簧把弹珠压入到杆的凹槽内；由于该实验台在演示双曲柄机构、曲柄摇杆机构时的上下窜动力不大，该窜动力不能使弹珠克服压簧的压力向外移动，故弹珠不能脱离杆的凹槽，实验台被弹珠卡死在杆上，不能上下移动，此时单向滑块部分与爬杆固联组成四杆机构中固定不动的机架；但当实验台由演示曲柄摇杆机构改变成演示曲柄滑块机构时，此时实验台的向上窜动力增大，此时窜动力大于压簧给以弹珠的压力，故弹珠脱离杆的凹槽，整个实验台在杆上能自由上下移动。

通过四杆机构中的杆长变化实现曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆和曲柄滑块几种机构的自由动感切换；在机动演示模式下，利用曲柄内部的行星轮杆长渐变伸缩机构来逐渐改变曲柄的长度；在手动演示模式下，可利用连杆内部的弹簧插销突变伸缩杆机构使连杆长度发生跳跃改变，来实现双曲柄、曲柄摇杆、双摇杆和曲柄滑块几种机构之间的自由切换。

本发明与现有技术相比，具有以下主要的优点：

（1）该装置既可电机驱动全面地演示四杆机构的所有状态，也可手动演示四杆机构的所有状态；该装置具有两种杆长伸缩方式，弹簧插销突变伸缩方式和丝杠螺母渐变伸缩方式；

（2）该装置设计的螺旋卡环离合部分，能够使两根杆轻松自动对接为一根杆，实现由曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构快速自动变换；

（3）该装置设计的单向滑块部分，能够实现向上自动解锁，向下自动卡死，从而使装置主体在曲柄滑块状态时沿爬杆自由的向上运动；

（4）该装置设计的弹簧插销突变伸缩杆部分，能够实现连架杆的快速变长和缩短；

（5）该装置设计的弹簧弹珠锁紧部分，能够使实验台在演示双曲柄机构、曲柄摇杆机构时在爬杆上固定不动，而在演示曲柄滑块机构时，在爬杆上自动解锁上下滑动；

（6）该装置设计的行星轮渐变伸缩部分，在两杆的节点处嵌入一对锥齿轮，当两杆发生相对运动时，其中一个齿轮围绕另一个齿轮的中心轴线作圆周运动，同时使它自转，形成行星轮机构，自转再带动与之相连的螺杆旋转，从而实现杆长的伸缩变换。

附图说明：

下面将结合附图对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明行星轮杆长渐变伸缩部分内部结构示意图；

图3为本发明的螺旋卡环离合部分内部结构示意图；

图4为本发明的单向滑块部分结构示意图；

图5为本发明的弹簧插销突变伸缩部分内部结构示意图；

图6为本发明的弹簧弹珠锁紧部分内部结构示意图。

其中，图中的标号分别为：

1——机架部分 ,2——动力部分 ,3——行星轮杆长渐变伸缩部分，4——螺旋卡环离合部分，5——单向滑块部分，6——弹簧插销突变伸缩部分，7——弹簧弹珠锁紧部分，8——联轴器，9——电动机，10——小减速齿轮，11——大减速齿轮，12——轴，13——曲柄，14——杆芯，15——杆套，16——键，17——固定轴，18——锥齿轮，19——紧定螺钉，20——螺母，21——螺杆，22——轴承，23——杆，24——轴承，25——杆，26——弹簧，27——卡环螺钉，28——卡环旋钮，29——键，30——卡环底座，31——螺钉，32——垫块，33——弹簧，34——滑动轴承，35——滑动轴承，36——滚柱，37——工支架，38——滑板，39——爬杆，40——斜板，41——丝杆，42——滑槽，43——移动插销，44——阶梯轴按钮，45——止动导向销，46——移动插销弹簧，47——弹簧离合壳体，48——按钮弹簧，49——细圆柱段，50——粗圆柱段，51——直线段，52——圆弧段，53——杆，54——滑动轴承，55——螺钉，56——套筒，57——压簧螺钉，58——压簧，59——弹珠，60——曲柄，61——连杆

具体实施方案

本发明多功能铰链四杆机构实验平台，是一种通过改变某一根杆的杆长从而实现双曲柄机构、曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、双摇杆机构的一种实验教具；其采用行星轮杆长渐变伸缩部分使杆长发生渐变，从而实现由双曲柄机构向曲柄摇杆机构的自由切换，螺旋卡环离合部分能够使曲柄摇杆机构向曲柄滑块机构转变时，连杆和摇杆二杆合一，轻松对接，从而实现曲柄滑块机构的运动演示，单向滑块部分使装置能沿着爬杆自由向上移动，向下卡死；采用弹簧插销突变伸缩部分能够手动实现双摇杆机构，采用弹簧弹珠锁紧部分能够使该实验台在演示双曲柄机构、曲柄摇杆机构时在杆上固定不动，而在演示曲柄滑块机构时在杆上上下滑动。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。

本发明提供的一种多功能铰链四杆机构实验平台，其结构如图1所示，包括机架部分（1）、动力部分(2)、行星轮杆长渐变伸缩部分（3）、螺旋卡环离合部分（4）、单向滑块部分(5)、弹簧插销突变伸缩部分(6)和弹簧弹珠锁紧部分(7)；其中机架部分(1)固定在单向滑块部分(5)上，机架部分(1)与动力部分(2)固联，动力部分(2)通过联轴器(8)与行星轮杆长渐变伸缩部分(3)相连，行星轮杆长渐变伸缩部分(3)通过转动副与连杆部分(61)相连，弹簧插销突变伸缩部分(6)通过销连接固定在连杆(61)上，连杆（61）与曲柄（60）通过螺旋卡环离合部分（4）连接，弹簧弹珠锁紧部分(7)通过销连接与机架部分(1)固联。

所述的动力部分(2)包括电动机(9)、小减速齿轮(10)、大减速齿轮(11)和轴(12)，电动机(9)通过联轴器（8）与小减速齿轮（10）相连，大减速齿轮（11）通过键连接与轴（12）固联，轴（12）与行星轮杆长渐变伸缩部分（3）相连；在机动模式下，通过电动机（9）的转动带动行星轮杆长渐变伸缩部分（3）的曲柄（13）的转动；在手动模式下，人工通过扳手直接驱动行星轮杆长渐变伸缩部分（3）的曲柄（13）的转动。

所述的行星轮杆长渐变伸缩部分（3），该部分主要由杆芯（14）、杆套（15）组成；其中杆芯（14）包括键（16）、固定轴（17）、锥齿轮（18）、紧定螺钉（19）、螺母（20）、螺杆（21）和轴承（22）；杆芯（14）与杆套（15）为间隙配合，可以在杆套（15）内左右滑动，锥齿轮(18)通过键(16)和固定轴(17)固结；另一个锥齿轮通过紧定螺钉(19)和螺杆（21）连接；螺杆（21）和螺母（20）通过螺旋副连接，实现相对运动，带动杆套（15）伸缩，并由轴承（22）支撑；螺杆（21）的一端有螺纹，螺母(20)和杆芯(14)固联；通过锥齿轮带动螺杆(21)转动使杆长发生渐变，从而实现从双曲柄机构向双摇杆机构转变。

所述的螺旋卡环离合部分(4)，包括中间有部分螺纹的杆(23)、轴承(24)、杆(25)、弹簧(26)、卡环螺钉(27)、卡环旋钮(28)、键(29)、卡环底座(30)和螺钉(31)；中间有部分螺纹的杆(23)的一端与卡环底座(30)的孔相配合，卡环旋钮(28)与中间有部分螺纹的杆(23)通过键(29)和螺钉(31)固联，弹簧(26)绕在中间有部分螺纹的杆(23)上，弹簧（26）右端顶住卡环旋钮（28），中间有部分螺纹的杆（23）的轴肩起轴向定位作用；卡环旋钮（28）和中间有部分螺纹的杆（23）通过螺纹连接，卡环螺钉（27）和卡环旋钮（28）固联，卡环螺钉（27）处在杆（25）的滑槽内，中间有部分螺纹的杆（23）和杆（25）之间安装有一对轴承（24）；通过卡环旋钮（28）将连杆和连架杆锁定合成一根杆。

所述的单向滑块部分（5），该部分包括垫块（32）、弹簧（33）、滑动轴承（34）和(35)、滚柱(36)、工支架(37)、滑板(38)、爬杆(39)、斜板(40)和丝杆(41)；该部分的顶部是一个滑动轴承(34)，滑动轴承（34）下端与滑板（38）通过螺纹副连接，滑板（38）的前后左右有四个滑槽（42），两斜板（40）分别在左右两槽中通过螺栓与滑板（38）连接在一起，在两斜板（40）中间夹有两工支架（37），工支架（37）将两滚柱（36）托起，滚柱（36）上有滚花，以增大滚柱（36）和爬杆(39)之间的摩擦力；滚柱(36)与斜板(40)和爬杆(39)分别接触，工支架(37)下端装配在滑动轴承(35)上端，滑动轴承(35)通过弹簧(33)由垫块(32)支撑起来，两根丝杆(41)支撑起垫块(32)，并且两丝杆（41）与两斜板（40）连在一起，整个机构呈对称分布；当单向滑块部分（5）有向下运动的趋势时，该机构就处于自锁状态；当单向滑块部分（5）有向上运动的趋势时，该机构就能够实现自动解锁功能。

所述的弹簧插销突变伸缩部分（6），该部分包括移动插销(43)、阶梯轴按钮(44)、止动导向销(45)、移动插销弹簧(46)、弹簧离合壳体(47)、按钮弹簧(48)；其中阶梯轴按钮(44)包括细圆柱段(49)、粗圆柱段(50)和直线段（51）；可左右移动的移动插销（43）上有两个圆弧段（52），移动插销（43）上的圆弧孔装配有一个阶梯轴按钮(44)，阶梯轴按钮(44)的细圆柱段(49)的表面上装配一个按钮弹簧(48)，阶梯轴按钮(44)的细圆柱段(49)可以在直线段(51)的槽中滑动，止动导向销(45)固联在弹簧离合壳体（47）的内表面，止动导向销（45）可以终止移动插销（43）和弹簧离合壳体（47）的相对运动，移动插销（43）的右部分有一个移动插销弹簧（46）顶住移动插销（43）的轴肩右侧，移动插销弹簧（46）装配在移动插销（43）的表面上，移动插销（43）的右端与弹簧离合壳体（47）相连；通过移动插销弹簧(46)的压缩状态，实现杆的快速伸长。

所述的弹簧弹珠锁紧部分(7)，该部分包括杆(53)、滑动轴承（54）、螺钉（55）、套筒（56）、压簧螺钉（57）、压簧（58）和弹珠（59）；其中杆（53）设置有两个对称的弹珠凹槽；套筒（56）和滑动轴承（54）通过螺钉（55）固联，套筒（56）分别设置有两个螺纹通孔，压簧螺钉（57）通过压簧（58）把弹珠（59）压入到杆（53）的凹槽内；由于该实验台在演示双曲柄机构、曲柄摇杆机构时的上下窜动力不大，该窜动力不能使弹珠（59）克服压簧（58）的压力向外移动，故弹珠（59）不能脱离杆（53）的凹槽，实验台被弹珠(59)卡死在杆(53)上，不能上下移动，此时单向滑块部分(5)与爬杆(39)固联组成四杆机构中固定不动的机架；但当实验台由演示曲柄摇杆机构改变成演示双曲柄滑块机构时，此时实验台的向上窜动力增大，此时窜动力大于压簧(58)给以弹珠(59)的压力，故弹珠(59)脱离杆(53)的凹槽，整个实验台在杆(53)上能自由上下移动。

工作过程如下：该装置是通过四杆机构中的杆长变化实现曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆和双曲柄滑块几种机构的自由动感切换；电动机（9）转动驱动行星轮杆长渐变伸缩部分（3）的曲柄（13）的转动，将运动和力传动给连杆，连杆带动从动连架杆的运动。

在机动演示模式下，利用行星轮杆长渐变伸缩部分（3）的杆芯（14）和杆套（15）的变换，来逐渐改变伸缩杆的长度，进而实现双曲柄、曲柄摇杆和曲柄滑块几种机构之间的切换；情况分别如下：

（1）第一种机构：当电动机（9）带动行星轮杆长渐变伸缩部分（3）的曲柄（13）转动时，一对锥齿轮相互啮合，一个锥齿轮带动螺杆（21）相对杆芯运动，从而杆芯（14）在渐渐的缩短，当杆芯（14）长度在特定范围内变化时，实现演示双曲柄机构；

（2）第二种机构：当四杆机构处于双曲柄机构的临界点时，此时，刚好从双曲柄机构向曲柄摇杆机构转化，曲柄（13）的长度仍然在缩短，当曲柄（60）的长度缩短到另一个临界点时，螺杆（21）就会在杆套（15）内空转，杆芯（14）就不能再缩短了，这个过程实现四杆机构演示曲柄摇杆机构；

（3）第三种机构：当曲柄摇杆机构演示一定时间后，连杆（61）与曲柄（60）共线时合并组成一根组合杆，四杆机构变换成了由单向滑块部分（5）和组合杆组成的曲柄滑块机构，单向滑块部分（5）只能向上滑，不能向下滑，这时演示的曲柄滑块机构能沿爬杆（39）向上运动。

在手动演示模式下，可利用连杆（61）内部的弹簧插销突变伸缩部分（6）使连杆（61）长度发生跳跃改变，也可手动改变两个单向滑块部分（5）之间的距离来实现双曲柄、曲柄摇杆、双摇杆和曲柄滑块几种机构之间的自由切换。

最后：以上所述为本发明较佳的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多功能铰链四杆机构实验平台，其特征在于：包括机架部分（1）、动力部分(2)、行星轮杆长渐变伸缩部分（3）、螺旋卡环离合部分（4）、单向滑块部分(5)、弹簧插销突变伸缩部分(6)和弹簧弹珠锁紧部分(7)；其中机架部分(1)固定在单向滑块部分(5)上，机架部分(1)与动力部分(2)固联，动力部分(2)通过联轴器(8)与行星轮杆长渐变伸缩部分(3)相连，行星轮杆长渐变伸缩部分(3)通过转动副与连杆部分(61)相连，弹簧插销突变伸缩部分(6)通过销连接固定在连杆(61)上，连杆（61）与曲柄（60）通过螺旋卡环离合部分（4）连接，弹簧弹珠锁紧部分(7)通过销连接与机架部分(1)固联。

2.根据权利要求1所述的多功能铰链四杆机构实验平台，其特征在于：所述的动力部分(2)包括电动机(9)、小减速齿轮(10)、大减速齿轮(11)和轴(12)，电动机(9)通过联轴器（8）与小减速齿轮（10）相连，大减速齿轮（11）通过键连接与轴（12）固联，轴（12）与行星轮杆长渐变伸缩部分（3）相连；在机动模式下，通过电动机（9）的转动带动行星轮杆长渐变伸缩部分（3）的曲柄（13）的转动；在手动模式下，人工通过扳手直接驱动行星轮杆长渐变伸缩部分（3）的曲柄（13）的转动。

3.根据权利要求1所述的多功能铰链四杆机构实验平台，其特征在于：所述的行星轮杆长渐变伸缩部分（3），该部分主要由杆芯（14）、杆套（15）组成；其中杆芯（14）包括键（16）、固定轴（17）、锥齿轮（18）、紧定螺钉（19）、螺母（20）、螺杆（21）和轴承（22）；杆芯（14）与杆套（15）为间隙配合，可以在杆套（15）内左右滑动，锥齿轮(18)通过键(16)和固定轴(17)固结；另一个锥齿轮通过紧定螺钉(19)和螺杆（21）连接；螺杆（21）和螺母（20）通过螺旋副连接，实现相对运动，带动杆套（15）伸缩，并由轴承（22）支撑；螺杆（21）的一端有螺纹，螺母(20)和杆芯(14)固联；通过锥齿轮带动螺杆(21)转动使杆长发生渐变，从而实现从双曲柄机构向双摇杆机构转变。

4.根据权利要求1所述的多功能铰链四杆机构实验平台，其特征在于：所述的螺旋卡环离合部分(4)，包括中间有部分螺纹的杆(23)、轴承(24)、杆(25)、弹簧(26)、卡环螺钉(27)、卡环旋钮(28)、键(29)、卡环底座(30)和螺钉(31)；中间有部分螺纹的杆(23)的一端与卡环底座(30)的孔相配合，卡环旋钮(28)与中间有部分螺纹的杆(23)通过键(29)和螺钉(31)固联，弹簧(26)绕在中间有部分螺纹的杆(23)上，弹簧（26）右端顶住卡环旋钮（28），中间有部分螺纹的杆（23）的轴肩起轴向定位作用；卡环旋钮（28）和中间有部分螺纹的杆（23）通过螺纹连接，卡环螺钉（27）和卡环旋钮（28）固联，卡环螺钉（27）处在杆（25）的滑槽内，中间有部分螺纹的杆（23）和杆（25）之间安装有一对轴承（24）；通过卡环旋钮（28）将连杆和连架杆锁定合成一根杆。

5.根据权利要求1所述的多功能铰链四杆机构实验平台，其特征在于：所述的单向滑块部分（5），该部分包括垫块（32）、弹簧（33）、滑动轴承（34）和(35)、滚柱(36)、工支架(37)、滑板(38)、爬杆(39)、斜板(40)和丝杆(41)；该部分的顶部是一个滑动轴承(34)，滑动轴承（34）下端与滑板（38）通过螺纹副连接，滑板（38）的前后左右有四个滑槽（42），两斜板（40）分别在左右两槽中通过螺栓与滑板（38）连接在一起，在两斜板（40）中间夹有两工支架（37），工支架（37）将两滚柱（36）托起，滚柱（36）上有滚花，以增大滚柱（36）和爬杆(39)之间的摩擦力；滚柱(36)与斜板(40)和爬杆(39)分别接触，工支架(37)下端装配在滑动轴承(35)上端，滑动轴承(35)通过弹簧(33)由垫块(32)支撑起来，两根丝杆(41)支撑起垫块(32)，并且两丝杆（41）与两斜板（40）连在一起，整个机构呈对称分布；当单向滑块部分（5）有向下运动的趋势时，该机构就处于自锁状态；当单向滑块部分（5）有向上运动的趋势时，该机构就能够实现自动解锁功能。

6. 根据权利要求1所述的多功能铰链四杆机构实验平台，其特征在于： 所述的弹簧插销突变伸缩部分（6），该部分包括移动插销(43)、阶梯轴按钮(44)、止动导向销(45)、移动插销弹簧(46)、弹簧离合壳体(47)、按钮弹簧(48)；其中阶梯轴按钮(44)包括细圆柱段(49)、粗圆柱段(50)和直线段（51）；可左右移动的移动插销（43）上有两个圆弧段（52），移动插销（43）上的圆弧孔装配有一个阶梯轴按钮(44)，阶梯轴按钮(44)的细圆柱段(49)的表面上装配一个按钮弹簧(48)，阶梯轴按钮(44)的细圆柱段(49)可以在直线段(51)的槽中滑动，止动导向销(45)固联在弹簧离合壳体（47）的内表面，止动导向销（45）可以终止移动插销（43）和弹簧离合壳体（47）的相对运动，移动插销（43）的右部分有一个移动插销弹簧（46）顶住移动插销（43）的轴肩右侧，移动插销弹簧（46）装配在移动插销（43）的表面上，移动插销（43）的右端与弹簧离合壳体（47）相连；通过移动插销弹簧(46)的压缩状态，实现杆的快速伸长。

7.根据权利要求1所述的多功能铰链四杆机构实验平台，其特征在于：所述的弹簧弹珠锁紧部分(7)，该部分包括杆(53)、滑动轴承（54）、螺钉（55）、套筒（56）、压簧螺钉（57）、压簧（58）和弹珠（59）；其中杆（53）设置有两个对称的弹珠凹槽；套筒（56）和滑动轴承（54）通过螺钉（55）固联，套筒（56）分别设置有两个螺纹通孔，压簧螺钉（57）通过压簧（58）把弹珠（59）压入到杆（53）的凹槽内；由于该实验台在演示双曲柄机构、曲柄摇杆机构时的上下窜动力不大，该窜动力不能使弹珠（59）克服压簧（58）的压力向外移动，故弹珠（59）不能脱离杆（53）的凹槽，实验台被弹珠(59)卡死在杆(53)上，不能上下移动，此时单向滑块部分(5)与爬杆(39)固联组成四杆机构中固定不动的机架；但当实验台由演示曲柄摇杆机构改变成演示双曲柄滑块机构时，此时实验台的向上窜动力增大，此时窜动力大于压簧(58)给以弹珠(59)的压力，故弹珠(59)脱离杆(53)的凹槽，整个实验台在杆(53)上能自由上下移动。