CN110634379A - 壁挂磁接式机构搭接装置 - Google Patents

Abstract

一种壁挂磁接式机构搭接装置，其主体装置是封闭的薄型空心长方体，其壳体为均质等厚的非铁磁材质薄板，空心夹层中内置圆形磁铁在空腔中既不能相互重叠，也不可以翻转，各内置圆形磁铁朝向同一面的极性不全相同，壁挂时未使用的磁铁在重力作用下落在长方体空腔的下边沿，固定有相同圆形磁铁的各种构件上的圆形磁铁与主体装置空腔中的内置圆形磁铁隔着面板相吸形成固定铰链，沿板面拖动构件上的圆形磁铁带动相吸的内置圆形磁铁一起在主体装置的面板表面上任意滑动，达到灵活调节固定铰链位置的目的。该装置可用于机械原理课程教学演示或课程实验。方便携带，操作方便、高效。

Description

壁挂磁接式机构搭接装置

技术领域

本发明涉及一种教学实验用具，特别涉及一种平面机构实验装置，其可以用于搭接演示机械原理课程中的连杆机构、齿轮机构、轮系、凸轮机构、槽轮机构及其组合机构等，小巧便携。

背景技术

平面机构的应用十分广泛，是机械类专业基础课《机械原理》、《机械设计基础》等课程中主要学习的机构，通常机构教学中，关于机构的运动与各种特性只能通过看图、动画演示，或是通过少数简单机构相关教具去想象、理解。对多数学生而言，这部分内容比较抽象，不好掌握。

为此，有些实验装置被创作出来辅助教学。如CN204045120U，但该专利公开的装置，体积还是偏大，实际上还是不太方便教师带去课堂上使用，不够便携，且只能置于桌面，小点的讲台放不下；。其次，该方案中的构件与构件表面会有接触，摩擦与干涉难以避免；最后，该方案中实验平台上布置等间隔磁铁，无法随着移动。发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种更简单、更方便携带的平面机构实验装置，可轻松带到教室，用于课堂教学，且可吸挂在黑板上，现场搭接各种机构进行实物教具教学，符合教学演示的习惯，效果远非动画或视频能比，且杜绝了构件间的摩擦与干涉，随时可以任意调整固定铰链的位置，改变机构的参数与运动规律。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的壁挂磁接式机构搭接装置，其组成包括主体装置、用来搭接机构的固定有圆形磁铁的非铁磁材质的各种构件、若干独立的等厚等径的内、外置圆形磁铁，圆形磁铁的直径大于其厚度，其特征是所述主体装置是封闭的薄型空心长方体，其壳体为均质等厚的非铁磁材质薄板，空心夹层的厚度，即两块面板之间的间距大于单片圆形磁铁的厚度，空心夹层中放置若干独立等厚的内置圆形磁铁，每个内置圆形磁铁镶嵌在一块与之同心的非铁磁材质的圆形薄板中，薄板厚度略小于圆形磁铁的厚度，圆形磁铁的两面均凸出于薄板的表面，圆形磁铁的厚度加圆形薄板的厚度大于空心夹层的厚度，以保证圆形磁铁在空心夹层中既不能重叠也无法翻转，各内置圆形磁铁朝向同一面的极性不全相同，壁挂时未使用的磁铁在重力作用下落在长方体空腔的下边沿，固定有相同圆形磁铁的各种构件上的圆形磁铁与主体装置空腔中的内置圆形磁铁隔着面板相吸形成固定铰链，沿板面拖动构件上的圆形磁铁带动相吸的内置圆形磁铁一起在主体装置的面板表面上任意滑动，达到灵活调节固定铰链位置的目的。

所述各外置圆形磁铁镶嵌在一块一端是圆形、另一端是向外伸展非圆形的非铁磁材质的异形薄板中，薄板厚度略小于圆形磁铁的厚度，圆形磁铁的两面均凸出于薄板的表面，目的是保护圆形磁铁，且便于将吸在一起的若干圆形磁铁分开，两两吸合在一起时，保证磁铁与磁铁相接触，避免板与板接触增大摩擦，外置圆形磁铁主要用于调节构件与构件之间共面或平行。

所述主体装置上还设置一根垂直于朝外的面板的旋转轴，该旋转轴一端由电机或手摇的摇把驱动，另一端伸出朝外的面板，伸出端安装有一个法兰，该法兰为铁磁材质或非铁磁材质，为非铁磁材质时，法兰底盘中心外表面固定一圆形薄铁片，圆形薄铁片直径约等于圆形磁铁的直径，法兰底盘上在轴心线两侧对称设置两个螺纹孔，螺纹孔中各旋入一根内六角头等径螺柱。

所述构件上圆形磁铁轴心线两侧对称设两通孔，两通孔的中心距等于所述法兰上两螺纹孔的中心距，两通孔的大小等于所述法兰螺纹孔中等径螺柱的大径，所述法兰上的两等径螺柱可穿入所述构件上的两个通孔，通孔之间的圆形磁铁可吸在所述法兰上，构件与法兰形成可靠的固定联接。

所述主体装置朝内的面板上设有方便壁挂的结构，如靠近上边沿中间位置的一个或靠近上边沿左右两端的两个带小孔或挂钩或磁铁或吸盘的支脚，和靠近下边沿左右两头的两个或靠近下边沿中间位置的一个带小孔或挂钩或磁铁或吸盘的支脚，该壁挂磁接式机构搭接实验装置既可以壁挂，也可以平放或立于桌面使用。

所述的各种构件中嵌入的圆形磁铁的两面凸出构件的表面，一方面保证磁铁的充分吸合，另一方面，避免两构件相吸联接时薄板与薄板接触而增大摩擦，不使用时各构件均可利用其上的磁铁与主体装置中内置圆形磁铁隔板相吸，挂在面板表面，实现收纳。

本发明的有益效果是：

1.小巧，便于携带；

2.可实现壁挂，吸在黑板上，便于向学生演示；

3.可壁挂，可平放或站立在桌面，使用灵活；

4.背磁内置，操作更方便；

5.可随时拖动磁铁沿板面滑动改变固定点的位置；

6.适合课堂教学演示与讨论，也适合课程实验用，人手一套；

7.功能强大，能搭接各种常见的平面机构。

附图说明

图1是本发明结构主俯视图示意图；

图2是本发明内置磁铁结构主俯视图示意图；

图3是本发明外置磁铁结构主俯视图示意图；

图4是本发明连杆构件主俯视图示意图；

图5是本发明齿轮构件主俯视图示意图；

图6是本发明搭接曲柄摇杆机构原理主俯视图示意图。

图中：1.主体装置；2.旋转轴；3.法兰；4.等径螺柱；5.内置圆形磁铁；6.支脚；7.磁铁或吸盘；8.电机；9.外置圆形磁铁；10.连杆或齿轮构件；11.通孔；12.圆形磁铁。

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、2、3、4、5所示，本发明的壁挂磁接式机构搭接装置，其组成包括主体装置1、用来搭接机构的固定有圆形磁铁的非铁磁材质的各种构件10、若干独立的等厚等径的内、外置圆形磁铁5和9，圆形磁铁的直径大于其厚度，其特征是所述主体装置1是封闭的薄型空心长方体，其壳体为均质等厚的非铁磁材质薄板，空心夹层的厚度，即两块面板之间的间距大于单片圆形磁铁的厚度，空心夹层中放置若干独立等厚的内置圆形磁铁5，每个内置圆形磁铁5镶嵌在一块与之同心的非铁磁材质的圆形薄板中，薄板厚度略小于圆形磁铁的厚度，圆形磁铁的两面均凸出于薄板的表面，圆形磁铁的厚度加圆形薄板的厚度大于空心夹层的厚度，以保证圆形磁铁在空心夹层中既不能重叠也无法翻转，各内置圆形磁铁5朝向同一面的极性不全相同，壁挂时未使用的内置圆形磁铁5在重力作用下落在长方体空腔的下边沿，固定有相同圆形磁铁的各种构件10上的圆形磁铁12与主体装置1空腔中的内置圆形磁铁5隔着面板相吸形成固定铰链，沿板面拖动构件10上的圆形磁铁12带动相吸的内置圆形磁铁5一起在主体装置1的面板表面上任意滑动，达到灵活调节固定铰链位置的目的。

所述各外置圆形磁铁9镶嵌在一块一端是圆形、另一端是向外伸展非圆形的非铁磁材质的异形薄板中，薄板厚度略小于圆形磁铁的厚度，圆形磁铁的两面均凸出于薄板的表面，目的是保护圆形磁铁，且便于将吸在一起的若干圆形磁铁分开，两两吸合在一起时，保证磁铁与磁铁相接触，避免板与板接触增大摩擦，外置圆形磁铁9主要用于调节构件与构件之间共面或平行。

所述主体装置1上还设置一根垂直于朝外的面板的旋转轴2，该旋转轴2一端由电机或手摇的摇把驱动，另一端伸出朝外的面板，伸出端安装有一个法兰3，该法兰3为铁磁材质或非铁磁材质，为非铁磁材质时，法兰3底盘中心外表面固定一圆形薄铁片，圆形薄铁片直径约等于圆形磁铁12的直径，法兰3底盘上在轴心线两侧对称设置两个螺纹孔，螺纹孔中各旋入一根内六角头等径螺柱4。

所述构件10上圆形磁铁12轴心线两侧对称设两通孔11，两通孔11的中心距等于所述法兰3上两螺纹孔的中心距，两通孔11的大小等于所述法兰3螺纹孔中等径螺柱4的大径，所述法兰3上的两等径螺柱4可穿入所述构件10上的两个通孔11，通孔11之间的圆形磁铁12可吸在所述铁质法兰3或非铁质法兰3上通孔11之间的圆形薄铁片上，构件10与法兰3形成可靠的固定联接。

所述主体装置1朝内的面板上设有方便壁挂的结构，如靠近上边沿中间位置的一个或靠近上边沿左右两端的两个带小孔或挂钩或磁铁或吸盘7的支脚6，和靠近下边沿左右两头的两个或靠近下边沿中间位置的一个带小孔或挂钩或磁铁或吸盘7的支脚6，该壁挂磁接式机构搭接实验装置可以利用支脚6上的小孔或挂钩或磁铁或吸盘7直接挂在黑板面或墙面上，也可以由支脚6支撑着平放或立于桌面使用。

所述的各种构件10中嵌入的圆形磁铁12的两面凸出构件10的表面，一方面保证磁铁的充分吸合，另一方面，避免两构件相吸联接时薄板与薄板接触而增大摩擦，不使用时各构件均可利用其上的磁铁与主体装置1中内置圆形磁铁5隔板相吸，挂在面板表面，实现收纳。

如图6所示，在该壁挂磁接式机构搭接装置上利用三根长度不等的连杆构件10搭接了曲柄摇杆机构，其搭接的原理是：取一较短连杆构件10将其一端的两通孔11套住法兰3上的两等径螺柱4，两通孔11之间的磁铁12吸在法兰3上，另一端与另一连杆构件10上一端的磁铁12相吸，构成活动铰链，依此原理首尾串接第三根连杆构件10，最后的自由端的磁铁12吸合若干外置圆形磁铁9后在适当位置与一内置圆形磁铁5隔板相吸，形成固定铰链，该固定铰链位置可随时调整，搭接完毕。

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 (6)

1.壁挂磁接式机构搭接装置，其组成包括主体装置、用来搭接机构的固定有圆形磁铁的非铁磁材质的各种构件、若干独立的等厚等径的内、外置圆形磁铁，圆形磁铁的直径大于其厚度，其特征是所述主体装置是封闭的薄型空心长方体，其壳体为均质等厚的非铁磁材质薄板，空心夹层的厚度，即两块面板之间的间距大于单片圆形磁铁的厚度，空心夹层中放置若干独立等厚的内置圆形磁铁，每个内置圆形磁铁镶嵌在一块与之同心的非铁磁材质的圆形薄板中，薄板厚度略小于圆形磁铁的厚度，圆形磁铁的两面均凸出于薄板的表面，圆形磁铁的厚度加圆形薄板的厚度大于空心夹层的厚度，以保证圆形磁铁在空心夹层中既不能重叠也无法翻转，各内置圆形磁铁朝向同一面的极性不全相同，壁挂时未使用的磁铁在重力作用下落在长方体空腔的下边沿，固定有相同圆形磁铁的各种构件上的圆形磁铁与主体装置空腔中的内置圆形磁铁隔着面板相吸形成固定铰链，沿板面拖动构件上的圆形磁铁带动相吸的内置圆形磁铁一起在主体装置的面板表面上任意滑动，达到灵活调节固定铰链位置的目的。

2.根据权利要求1所述的壁挂磁接式机构搭接装置，其特征是所述各外置圆形磁铁镶嵌在一块一端是圆形、另一端是向外伸展非圆形的非铁磁材质的异形薄板中，薄板厚度略小于圆形磁铁的厚度，圆形磁铁的两面均凸出于薄板的表面，目的是保护圆形磁铁，且便于将吸在一起的若干圆形磁铁分开，两两吸合在一起时，保证磁铁与磁铁相接触，避免板与板接触增大摩擦，外置圆形磁铁主要用于调节构件与构件之间共面或平行。

3.根据权利要求1所述的壁挂磁接式机构搭接装置，其特征是所述主体装置上还设置一根垂直于朝外的面板的旋转轴，该旋转轴一端由电机或手摇的摇把驱动，另一端伸出朝外的面板，伸出端安装有一个法兰，该法兰为铁磁材质或非铁磁材质，为非铁磁材质时，法兰底盘中心外表面固定一圆形薄铁片，圆形薄铁片直径约等于圆形磁铁的直径，法兰底盘上在轴心线两侧对称设置两个螺纹孔，螺纹孔中各旋入一根内六角头等径螺柱。

4.根据权利要求1或3所述的壁挂磁接式机构搭接装置，其特征是所述构件上圆形磁铁轴心线两侧对称设两通孔，两通孔的中心距等于所述法兰上两螺纹孔的中心距，两通孔的大小等于所述法兰螺纹孔中等径螺柱的大径，所述法兰上的两等径螺柱可穿入所述构件上的两个通孔，通孔之间的圆形磁铁可吸在所述法兰上，构件与法兰形成可靠的固定联接。

5.根据权利要求1或3所述的壁挂磁接式机构搭接装置，其特征是在所述主体装置朝内的面板上设有方便壁挂的结构，如靠近上边沿中间位置的一个或靠近上边沿左右两端的两个带小孔或挂钩或磁铁或吸盘的支脚，和靠近下边沿左右两头的两个或靠近下边沿中间位置的一个带小孔或挂钩或磁铁或吸盘的支脚，该壁挂磁接式机构搭接实验装置既可以壁挂，也可以平放或立于桌面使用。

6.根据权利要求1所述的壁挂磁接式机构搭接装置，其特征是所述的各种构件中嵌入的圆形磁铁的两面凸出构件的表面，一方面保证磁铁的充分吸合，另一方面，避免两构件相吸联接时薄板与薄板接触而增大摩擦，不使用时各构件均可利用其上的磁铁与主体装置中内置圆形磁铁隔板相吸，挂在面板表面，实现收纳。

Images