CN203773849U - 基于视觉残留原理的连杆曲线演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型基于视觉残留原理的连杆曲线演示装置，它由电机，四连杆机构，显示面板装置组成，四连杆机构由机架、曲柄、连杆、摇杆构成曲柄摇杆机构，曲柄和摇杆的一端分别与连杆两端活动铰接，曲柄的另一端都开有卡槽加装第一配重块、摇杆的另一端都开有卡槽加装第二配重块；连杆上固结有显示面板装置。本实用新型的优点是巧妙利用人眼视觉残留原理使安装于连杆面板上的LED灯显示连杆不同位置的曲线轨迹，从而认识和了解连杆曲线形状及在连杆区域上的大致分布。

Description

基于视觉残留原理的连杆曲线演示装置

技术领域

本实用新型属于教学仪器技术领域，特别涉及基于视觉残留原理的连杆曲线演示装置。

背景技术

在机械类教学仪器中，教具能帮助大学生理解和掌握机械类课程（包括 “理论力学”、“材料力学”、“机械制图”、“机械原理”、“机械设计”、“机械制造基础”等）的基本概念、基本原理、基本方法等功能。已有的教具如科氏惯性力实验装置、铰链四杆机构原理的演示装置、矢量合成演示教具、组合快换式传动机构教具等。在机械原理课程中有些概念是比较抽象的，不便于用教具演示，单纯的靠教师讲解学生是很难理解的。久而久之，就会使学生失去学习的兴趣，影响了学习进度。比如在讲解机械原理课程中的连杆曲线（在四连杆机构运动时，其连杆平面上的每一点均描绘出一条曲线，称为连杆曲线）时，老师是通过PPT中的动画来演示连杆曲线轨迹。

中国专利连杆曲线演示装置（申请号：201420007745.6）公开了一种通过电机带动四连杆机构的快速运动，连杆面上安装有LED灯，通过人眼视觉残留原理显示连杆曲线轨迹；该四连杆机构选用由前后两曲柄180度错位布置的一对各杆尺寸相同的曲柄摇杆机构组成，前后连杆上都安装有框架，连杆和框架上都开有许多圆柱孔，可在不同的孔中插装LED灯，当电机带动曲轴转动时，LED灯显示连杆上不同位置的连杆曲线；可以同时在连杆上插装多个不同颜色LED灯，以同时显示连杆上不同位置的连杆曲线。该连杆曲线演示装置是通过前后两曲柄180度错位布置的一对各杆尺寸相同的曲柄摇杆机构来实现整个机构动平衡问题，由于该机构中的曲轴制造加工难度大，所以对该连杆曲线演示装置进行改进。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本实用新型提供了基于视觉残留原理的连杆曲线演示装置，该装置能够直接观察到连杆上不同位置的连杆曲线轨迹。

本实用新型解决上述技术问题的方案如下：基于视觉残留原理的连杆曲线演示装置它由电机，曲柄摇杆机构，显示面板装置组成。通过电机带动曲柄整周旋转，使曲柄摇杆机构的快速运动，连杆上固结有显示面板装置，面板的边框上安装有LED灯，利用人眼视觉残留原理（物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4 秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象）使LED灯显示连杆曲线轨迹。曲柄的中部固结在电机轴上，摇杆的中部活动铰接在支座上，曲柄和摇杆的一端与连杆活动铰接，曲柄和摇杆的另一端都开有卡槽加装平衡块调节整个装置的动平衡。显示面板装置由面板框架、LED灯、控制器组成，LED灯沿面板框架的边框四周均布，通过控制器依次沿边框顺序交替点亮LED灯并持续1-5秒，当电机带动曲柄转动转速大于900r/min时，通过面板框架上的LED灯依次顺序显示面板边框上不同位置的连杆曲线。由于曲柄摇杆机构高速运动，出于安全的考虑，在机架前的曲柄、连杆、摇杆、面板框架所运动的范围被透明保护罩框住。

本实用新型的有益效果是：

1.巧妙利用人眼视觉残留原理使安装于连杆面板上的LED灯显示连杆不同位置的曲线轨迹，从而认识和了解连杆曲线形状及在连杆区域上的大致分布。

2.该连杆曲线演示装置需要曲柄摇杆机构高速运动才能形成人眼视觉残留，高速运动时机构的动平衡是通过在曲柄和摇杆的另一端的不同位置加装不同质量平衡块来实现的，结构上的改进相对于之前申请号为201420007745.6的连杆曲线演示装置而言，省去了曲轴制造加工难的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的主视图。

图3是图1的后视图。

图4是本实用新型配重块的结构示意图。

图5是本实用新型显示连杆曲线的示意图。

图中1.机架，2.电机，3.曲柄，4.连杆，5.摇杆，6.支座，7.第一配重块，8.第二配重块，9.面板框架，10.保护罩，11.槽口。

具体实施方式

在图1、2、3中电机2安装于机架1的左侧，支座6安装于机架1的右侧，曲柄3的中部固结在电机轴上，摇杆5的中部活动铰接在支座6上，曲柄3和摇杆5的一端分别与连杆4两端活动铰接，曲柄3的另一端都开有卡槽加装第一配重块7、摇杆5的另一端都开有卡槽加装第二配重块8,调节两配重块从而使整个装置动平衡；连杆4上固结有面板框架9，LED灯沿面板框架9的边框四周均布；机架1前的曲柄3、连杆4、摇杆5、面板框架9所运动的范围被透明保护罩10框住，起安全防护的作用。

在图4中配重块上开有两个槽口11从而可以在曲柄3和摇杆5的卡槽内滑动实现整个装置的动平衡的微调，平衡位置确定后将第一配重块7固结到曲柄3的卡槽内，第二配重块8固结到摇杆5的卡槽内。

在图5中，当电机带动曲柄3转动转速大于900r/min时，通过面板框架9上的LED灯依次顺序显示面板边框上不同位置的连杆曲线。连杆曲线的形状在不同的位置是逐渐演变的，在摇杆端的连杆上部为狭流水线形、弯月形到摇杆5铰接点上的圆弧形，连杆下部演变成横“8”字形；连杆左端的肾状形，肥流水线形到曲柄3铰接点上的圆形也是逐渐演变的，从而认识和了解连杆曲线形状及在连杆区域上的大致分布。

Claims (3)

1.基于视觉残留原理的连杆曲线演示装置，它由电机，四连杆机构，显示面板装置组成，通过电机带动四连杆机构的快速运动，连杆面上安装有LED灯显示连杆曲线轨迹，其特征是：四连杆机构由机架（1）、曲柄（3）、连杆（4）、摇杆（5）构成曲柄摇杆机构，曲柄（3）的中部固结在电机轴上，摇杆（5）的中部活动铰接在支座（6）上，曲柄（3）和摇杆（5）的一端分别与连杆（4）两端活动铰接，曲柄（3）的另一端都开有卡槽加装第一配重块（7）、摇杆（5）的另一端都开有卡槽加装第二配重块（8）；连杆（4）上固结有显示面板装置，显示面板装置由面板框架（9）、LED灯、控制器组成，通过控制器依次沿边框顺序交替点亮LED灯并持续1-5秒，电机（2）的转速大于900r/min。

2.根据权利要求1所述的基于视觉残留原理的连杆曲线演示装置，其特征是：LED灯沿面板框架（9）的边框四周均布。

3.根据权利要求1所述的基于视觉残留原理的连杆曲线演示装置，其特征是：机架（1）前的曲柄（3）、连杆（4）、摇杆（5）、面板框架（9）所运动的范围被透明保护罩（10）框住。