CN108074468A - 空间多杆机构创新搭接实验装置与使用方法 - Google Patents

Abstract

一种空间多杆机构创新搭接实验装置，包括底座机构、第一机架机构、第二机架机构、磁性滑块机构、连接杆机构、皮带和电机等。本装置通过第一机架机构和第二机架机构的移动、横梁部件移动及磁性滑块机构移动，可在机架范围内的任意位置定位磁性滑块机构，根据机构设计方案使用连接杆机构与磁性滑块机构连接后搭接出多种复杂的空间多杆机构创新模型。本发明空间多杆机构创新搭接实验装置可以准确、快速、方便地搭接出多种复杂的空间多杆机构创新模型并进行运动模拟，检验空间多杆机构创新模型设计是否合理，此空间多杆机构创新搭接实验装置可以培养使用者的空间多杆机构创新设计能力。

Description

空间多杆机构创新搭接实验装置与使用方法

技术领域

本发明涉及一种空间多杆机构创新搭接实验装置和使用方法，属于实验教学用具领域。

背景技术

目前机械工程实验室使用的机械原理教学实验台体积较大，采用轴孔配合安装和拆卸，采用螺栓固定锁紧，零部件之间的相对移动都是直接摩擦，有多种规格的杆件。因此，在使用过程中存在不足，主要有：杆件、螺栓、螺母规格烦多，整理及选择极为不便；实验台的杆架和滑块难以移动且固定操作麻烦，使用者难以根据自己的意愿方便操作。因此，需要一种拆装操作方便、灵活的实验台满足使用者的需求。

已有一种用于平面机构搭接实验的装置，一种新型自主机构创新设计实验台及其使用方法(104464499A)，这个实验台架型为竖直型，且其杆件不能拆装，且这个实验台只能搭接平面机构，杆件规格种类繁杂及搭接操作复杂。

发明内容

本发明公开的目的是一种空间多杆机构创新搭接实验装置，可以准确、快速地搭接出多种复杂的空间多杆机构创新模型，拆装操作简单，提高了搭接复杂空间多杆机构创新模型的准确性。

本发明公开的另一个目的是一种空间多杆机构创新搭接实验装置的使用方法，可以快速进行空间多杆机构创新模型运动模拟，方便检验空间多杆机构创新模型搭接是否合理及干涉情况。

本发明公开一种空间多杆机构创新搭接实验装置，包括底座机构、第一机架机构、第二机架机构、磁性滑块机构、连接杆机构、皮带和电机等。

所述的底座机构，包括支脚、横向底梁、纵向底梁、纵向导轨、横向导轨和电机座，底座机构下部设有高度可调的支脚，用于调平底座机构，底座机构上部由横向底梁和纵向底梁成矩形布置，横向底梁和纵向底梁的外侧面设有刻度，可以准确调整立柱和电机等位置，纵向底梁的上侧面设有纵向导轨，横向底梁的上侧面设有横向导轨，横向底梁上部设有电机座，电机座沿着横向导轨滑动定位并固定。

所述的第一机架机构，包括立柱、立柱导轨、立柱磁性滑块和横梁部件，立柱的下端面设有立柱磁性滑块，可以固定立柱的位置，立柱的侧面设有立柱导轨，立柱的另一侧面设有刻度，横梁部件水平放置，横梁部件的两端设有立柱和立柱导轨，根据立柱刻度横梁部件沿着立柱导轨滑动定位并固定，根据空间多杆机构创新模型搭接的需要拆装横梁部件，各横梁部件平行安装。

所述的第二机架机构与第一机架机构结构相同，平行布置，根据模型搭接需要可以调整第二机架机构与第一机架机构的相对位置。

所述的磁性滑块机构包括磁性座、磁性开关、粗伸缩轴、左细伸缩轴、右细伸缩轴、左伸缩开关、右伸缩开关和支撑轴承，磁性座的侧面设有支撑轴承，粗伸缩轴穿过支撑轴承，左细伸缩轴从粗伸缩轴的一端插入，粗伸缩轴被左细伸缩轴插入的端部设有左伸缩开关，右细伸缩轴从粗伸缩轴的另一端插入，粗伸缩轴被右细伸缩轴插入的端部设有右伸缩开关，调整左细伸缩轴的长度后用左伸缩开关固定，调整右细伸缩轴的长度后用右伸缩开关固定，磁性座的另一侧面设有磁性开关，用于锁定磁性滑块机构。

所述的连接杆机构，包括细伸缩杆、粗伸缩杆、锁定开关、铰链轴承和连接轴，细伸缩杆的一端从粗伸缩杆的一端插入，锁定开关设于粗伸缩杆被细伸缩杆插入的端部，粗伸缩杆的另一端和细伸缩杆的另一端分别设有铰链轴承，连接轴穿过铰链轴承，细伸缩杆插入粗伸缩杆的距离用于调整连接杆机构的长度，细伸缩杆插入粗伸缩杆转动改变伸缩杆机构的搭接角度，若干个连接杆机构的铰链轴承通过连接轴配合连接。

所述的横梁部件，包括横梁、横梁导轨和横梁磁性滑块，横梁的侧面设有刻度，水平放置，横梁的两端设有横梁磁性滑块，立柱和立柱导轨穿过横梁磁性滑块，横梁磁性滑块沿着立柱导轨滑动定位并固定，横梁的另一侧面设有横梁导轨，横梁和横梁导轨穿过磁性座，磁性座沿着横梁导轨滑动定位并固定。

所述的立柱磁性滑块，包括立柱磁性座和立柱磁性开关，立柱磁性座的侧面设有立柱磁性开关，立柱磁性座的另一侧面与立柱的下端面连接，纵向底梁和纵向导轨穿过立柱磁性座，立柱磁性座沿着纵向导轨滑动定位并固定。

所述的电机座，包括电机磁性座、电机磁性开关和机座，电机磁性座的上端面设有机座，电机磁性座的侧面设有磁性开关，横向底梁和横向导轨穿过电机磁性座，电机磁性座沿着横向导轨滑动定位并固定。

本发明公开空间多杆机构搭接实验装置的使用方法，包括

根据空间多杆机构创新模型设计方案，根据纵向底梁的刻度调整第一机架机构和第二机架机构的相对位置，调整位置后固定立柱磁性滑块，根据立柱的刻度调整第一机架机构和第二机架机构的若干个横梁部件位置，调整位置后固定横梁磁性滑块，根据横梁的刻度再调整磁性滑块机构的位置，调整位置后固定磁性滑块机构，即可固定空间多杆机构创新模型的支撑位置。

根据空间多杆机构创新模型设计方案，调节伸缩杆机构的细伸缩杆插入粗伸缩杆的距离改变伸缩杆机构的长度，旋转细伸缩杆插入粗伸缩杆的角度改变由伸缩杆机构搭接的模型角度，关闭锁定开关固定伸缩杆机构的长度和搭接角度，使用若干连接杆机构搭接出空间多杆机构创新模型。

空间多杆机构创新模型的支撑端与磁性滑块机构的左细伸缩轴连接，磁性滑块机构的右细伸缩轴作为空间多杆机构创新模型的动力输入端，右细伸缩轴与皮带相连，根据横向底梁的刻度调整电机的位置，电机通过皮带传递动力到右细伸缩，左细伸缩轴带动空间多杆机构创新模型运动，即可进行空间多杆机构创新模型的运动模拟及干涉检查。

附图说明

图1为本发明空间多杆机构搭接实验装置的结构示意图；

图2为A部分的局部放大的结构示意图；

图3为B部分的局部放大的结构示意图；

图4为本发明空间多杆机构搭接实验装置的磁性滑块机构结构示意图；

图5为本发明空间多杆机构搭接实验装置的连接杆机构结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更了解本发明的技术特点和具体内容，请参阅以下详细说明和附图。

结合图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明空间多杆机构搭接实验装置的结构示意图，包括底座机构1、第一机架机构2、第二机架机构3、磁性滑块机构4、连接杆机构5、皮带6和电机7等。

所述的底座机构1，包括支脚11、横向底梁12、纵向底梁13、纵向导轨14、横向导轨15和电机座16，底座机构1的下部设有高度可调的支脚11，用于调平底座机构1，底座机构1的上部由横向底梁12和纵向底梁13矩形布置，横向底梁12和纵向底梁13的外侧面设有刻度，可以准确调整立柱21和电机7等位置，纵向底梁13的上侧面设有纵向导轨14，横向底梁12的上侧面设有横向导轨15，横向底梁12上部设有电机座16，电机座16沿着横向导轨15滑动定位并固定。

所述的第一机架机构2，包括立柱21、立柱导轨22、立柱磁性滑块23和横梁部件24，立柱21的下端面设有立柱磁性滑块23，可以固定立柱21的位置，立柱21的侧面设有立柱导轨22，立柱21的另一侧面设有刻度，横梁部件24水平放置，横梁部件24的端部设有立柱21和立柱导轨22，横梁部件24可以沿着立柱导轨22滑动，根据空间多杆机构创新模型搭接的需要拆装横梁部件24，各横梁部件24平行安装。

所述的第二机架机构3与第一机架机构2结构相同，平行布置，根据机构搭接需要可以调整第二机架机构3与第一机架机构2的相对位置。

所述的磁性滑块机构4，包括磁性座41、磁性开关42、粗伸缩轴43、左细伸缩轴44、右细伸缩轴45、左伸缩开关46、右伸缩开关47和支撑轴承48，磁性座41的侧面设有支撑轴承48，粗伸缩轴43穿过支撑轴承48，左细伸缩轴44从粗伸缩轴43的一端插入，粗伸缩轴43被左细伸缩轴45插入的端部设有左伸缩开关46，右细伸缩轴45从粗伸缩轴43的另一端插入，粗伸缩轴43被右细伸缩轴插入的端部设有右伸缩开关47，调整左细伸缩轴44的长度后用左伸缩开关46固定，调整右细伸缩轴45的长度后用右伸缩开关47固定，磁性座41的另一侧面设有磁性开关42，用于锁定磁性滑块机构4。

所述的连接杆机构5，包括细伸缩杆51、粗伸缩杆52、锁定开关53、铰链轴承54和连接轴55，细伸缩杆51的一端从粗伸缩杆52的一端插入，锁定开关53设于粗伸缩杆52被细伸缩杆51插入的端部，粗伸缩杆52的另一端和细伸缩杆51的另一端分别设有铰链轴承54，连接轴55穿过铰链轴承54，细伸缩杆51插入粗伸缩杆52的距离用于调整连接杆机构5的长度，细伸缩杆51插入粗伸缩杆52旋转用于调整连接杆机构5的搭接角度，若干个连接杆机构5的铰链轴承54通过连接轴55配合连接。

所述的横梁部件24，包括横梁241、横梁导轨242和横梁磁性滑块243，横梁241的侧面设有刻度，水平放置，横梁241的两端设有横梁磁性滑块243，立柱21和立柱导轨22穿过横梁磁性滑块243，横梁磁性滑块243沿着立柱导轨22滑动定位并固定，横梁241的另一侧面设有横梁导轨242，横梁241和横梁导轨242穿过磁性座41，磁性座41可以沿着横梁导轨242滑动定位并固定。

所述的立柱磁性滑块23，包括立柱磁性座231和立柱磁性开关232，立柱磁性座231的侧面与立柱21的下端面连接，立柱磁性座231的另一侧面设有立柱磁性开关232，纵向底梁13和纵向导轨14穿过立柱磁性座231，立柱磁性座231沿着纵向导轨14滑动定位并固定。

所述的电机座16，包括电机磁性座161、电机磁性开关162和机座163，电机磁性座161的上端面设有机座163，电机磁性座161的侧面设有磁性开关162，横向底梁12和横向导轨15穿过电机磁性座161，电机磁性座161沿着横向导轨15滑动定位并固定。

根据空间多杆机构创新模型设计方案，根据纵向底梁13的刻度调整第一机架机构2和第二机架机构3的相对位置，调整位置后固定立柱磁性滑块23，根据立柱21的刻度调整第一机架机构2和第二机架机构3的若干个横梁部件24位置，调整位置后固定横梁磁性滑块243，根据横梁241的刻度再调整磁性滑块机构4的位置，调整位置后固定磁性开关42，即可固定空间多杆机构创新模型的支撑位置。

根据空间多杆机构创新模型设计方案，调节伸缩杆机构5的细伸缩杆51插入粗伸缩杆52的距离改变伸缩杆机构5的长度，旋转细伸缩杆51插入粗伸缩杆52的角度改变由伸缩杆机构5搭接的模型角度，关闭锁定开关53固定伸缩杆机构5的长度和搭接角度，使用若干连接杆机构5搭接出空间多杆机构创新模型。

空间多杆机构创新模型的支撑端与磁性滑块机构4的左细伸缩轴44连接，磁性滑块机构4的右细伸缩轴45作为空间机构动力输入端，右细伸缩轴45与皮带6相连，根据横向底梁12的刻度调整电机7的位置，电机7通过皮带6传递动力到右细伸缩轴45，左细伸缩轴44带动空间多杆机构创新模型运动，即可验证空间多杆机构创新模型设计方案是否可行，提高了搭接复杂空间多杆机构创新模型的准确性，搭接拆装操作简单。

Claims (5)

1.一种空间多杆机构创新搭接实验装置，其特征是：该装置包括底座机构、第一机架机构、第二机架机构、磁性滑块机构、连接杆机构、皮带和电机等，其中

底座机构，包括支脚、横向底梁、纵向底梁、纵向导轨、横向导轨和电机座，底座机构下部设有高度可调的支脚，底座机构上部由横向底梁和纵向底梁成矩形布置，横向底梁和纵向底梁的外侧面设有刻度，纵向底梁的上侧面设有纵向导轨，横向底梁的上侧面设有横向导轨，横向底梁设有上部电机座；

第一机架机构，包括立柱、立柱导轨、立柱磁性滑块和横梁部件，立柱的下端面设有立柱磁性滑块，立柱的侧面设有立柱导轨，立柱的另一侧面设有刻度，横梁部件水平放置，横梁部件的两端设有立柱和立柱导轨，各横梁部件平行安装；

第二机架机构与第一机架机构结构相同，平行布置；

磁性滑块机构包括磁性座、磁性开关、粗伸缩轴、左细伸缩轴、右细伸缩轴、左伸缩开关、右伸缩开关和支撑轴承，磁性座的侧面设有支撑轴承，粗伸缩轴穿过支撑轴承，左细伸缩轴从粗伸缩轴的一端插入，粗伸缩轴被左细伸缩轴插入的端部设有左伸缩开关，右细伸缩轴从粗伸缩轴的另一端插入，粗伸缩轴被右细伸缩轴插入的端部设有右伸缩开关，磁性座的另一侧面设有磁性开关；

连接杆机构，包括细伸缩杆、粗伸缩杆、锁定开关、铰链轴承和连接轴，细伸缩杆的一端从粗伸缩杆的一端插入，锁定开关设于粗伸缩杆被细伸缩杆插入的端部，粗伸缩杆的另一端和细伸缩杆的另一端分别设有铰链轴承，连接轴穿过铰链轴承。

2.根据权利要求1所述的空间多杆机构创新搭接实验装置，其特征是，所述的横梁部件，包括横梁、横梁导轨和横梁磁性滑块，横梁的侧面设有刻度，水平放置，横梁的两端设有横梁磁性滑块，立柱和立柱导轨穿过横梁磁性滑块，横梁的另一侧面设有横梁导轨，横梁和横梁导轨穿过磁性座。

3.根据权利要求1所述的空间多杆机构创新搭接实验装置，其特征是，所述的立柱磁性滑块，包括立柱磁性座和立柱磁性开关，立柱磁性座的侧面与立柱的下端面连接，立柱磁性座的另一侧面设有磁性开关，纵向底梁和纵向导轨穿过立柱磁性座。

4.根据权利要求1所述的空间多杆机构创新搭接实验装置，其特征是，所述的电机座，包括电机磁性座、电机磁性开关和机座，电机磁性座的上端面设有机座，电机磁性座的侧面设有磁性开关，横向底梁和横向导轨穿过电机磁性座。

5.一种空间多杆机构创新搭接实验装置的使用方法，包括

根据空间多杆机构创新模型设计方案，根据纵向底梁的刻度调整第一机架机构和第二机架机构的相对位置，调整位置后固定立柱磁性滑块，根据立柱的刻度调整第一机架机构和第二机架机构的若干个横梁部件位置，调整位置后固定横梁磁性滑块，根据横梁的刻度再调整磁性滑块机构的位置，调整位置后固定磁性滑块机构，即可固定空间多杆机构创新模型的支撑位置；

根据空间多杆机构创新模型设计方案，调节伸缩杆机构的细伸缩杆插入粗伸缩杆的距离改变伸缩杆机构的长度，旋转细伸缩杆插入粗伸缩杆的角度改变由伸缩杆机构搭接的模型角度，关闭锁定开关固定伸缩杆机构的长度和搭接角度，使用若干连接杆机构搭接出空间多杆机构创新模型；

空间多杆机构创新模型的支撑端与磁性滑块机构的左细伸缩轴连接，磁性滑块机构的右细伸缩轴作为空间多杆机构创新模型的动力输入端，右细伸缩轴与皮带相连，根据横向底梁的刻度调整电机的位置，电机通过皮带传递动力到右细伸缩，左细伸缩轴带动空间多杆机构创新模型运动，即可进行空间多杆机构创新模型的运动模拟及干涉检查。