CN204516170U

CN204516170U - 一种多构型平面机构点的合成运动轨迹演示平台

Info

Publication number: CN204516170U
Application number: CN201520102301.5U
Authority: CN
Inventors: 付琛; 刘立烨
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2025-02-13

Abstract

本实用新型公开了一种多构型平面机构点的合成运动轨迹演示平台，包括演示平台支架，及安装其上的定B磁性演示板，位于B磁性演示板上部设有平面五杆机构，在所述平面五杆机构上设有第一演示板固定器、第二演示板固定器和画笔夹持器，其上分别装有磁性滚珠笔，以及安装在平面五杆机构上端的动A磁性演示板，所述的平面五杆机构与输出偏心动作的动力输出器连接。因此，通过平面五杆机构上的磁性滚珠笔在A磁性演示板上绘制出绝对运动轨迹和牵连运动轨迹，在B磁性演示板上绘制出相对运动轨迹。解决了在同一演示平台上开展多构型平面机构排布的问题，可用于平面机构设计、运动轨迹演示、理论验证、特性研究等方面。

Description

一种多构型平面机构点的合成运动轨迹演示平台

技术领域

本实用新型涉及一种教学演示教具，具体地说，涉及一种多构型平面机构点的合成运动轨迹演示平台。

背景技术

平面机构是一种应用十分广泛的机构，对它的分析研究与设计一直是机构学研究中的一项重要课题。由于平面机构构型复杂多样，在进行平面机构运动学、动力学特性研究时，尤其是针对平面机构点的合成运动问题，必须选好定参考系、动参考系和动点，并进一步确定绝对运动轨迹、相对运动轨迹和牵连运动轨迹。通常来讲，定参考系、动参考系和动点的正确选取是学生难以理解和掌握的内容，动点相对于定参考系的绝对运动轨迹、动点相对于动参考系的相对运动轨迹和动参考系相对于定参考系的牵连运动轨迹的确定对学生的空间想象能力、逻辑推理能力、运算能力、发现问题、分析问题和解决问题的综合能力具有较高要求。

平面机构演示平台主要针对特定构型的平面机构，多为单纯的机构模型，设计简单，构件利用率低，仅可以演示平面机构的运动过程，多用于认知型和演示型实验，仅适合初学者学习平面机构的基本理论知识。有些演示平台虽然可以绘制轨迹曲线，但由于构件与构件之间的干涉，难以绘制出合适的轨迹曲线，并且每个机构的构型、位置不确定，因此无法建立统一的坐标系，更没有在同一平面机构中不同构件上分别建立定坐标系和动坐标系，进而实现同一演示平台上多构型平面机构的绝对运动轨迹、相对运动轨迹和牵连运动轨迹的同步绘制。因此，在同一演示平台上开展多构型平面机构设计、运动轨迹演示、理论验证、特性研究的相关工作方面存在很大的弊端。

发明内容

鉴于上述现状，本实用新型提供一种多构型平面机构点的合成运动轨迹演示平台。解决了同一演示平台上开展多构型平面机构设计、运动轨迹演示、理论验证、特性研究相关工作的问题，通过在同一平面机构中不同构件上分别建立定坐标系和动坐标系，进而实现了同一演示平台上多构型平面机构的绝对运动轨迹、相对运动轨迹和牵连运动轨迹的同步绘制，解决了长期以来在教学中对点的合成运动轨迹难以理解和把握的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多构型平面机构点的合成运动轨

迹演示平台，包括演示平台支架，及安装其上的定B磁性演示板，位于B磁性演示板上部设有平面五杆机构，在所述平面五杆机构上设有第一演示板固定器、第二演示板固定器和画笔夹持器，其上分别装有磁性滚珠笔，以及安装在平面五杆机构上端的动A磁性演示板，所述的平面五杆机构与输出偏心动作的动力输出器连接。因此，通过驱动平面五杆机构，利用其上的磁性滚珠笔在A磁性演示板上绘制出绝对运动轨迹和牵连运动轨迹，在B磁性演示板上绘制出相对运动轨迹。

本新型中，所涉及的平面五杆机构，包括长杆，及与长杆连接的套筒，所述套筒与滑轨一端铰接，滑轨另一端与B磁性演示板铰接，所述滑轨又与短杆一端活动连接，该短杆另一端与动力输出器上的圆盘上的偏心轴连接。

进一步地，所涉及的画笔夹持器，包括夹板，该夹板上带有高度可调节的伸缩杆，通过夹紧螺栓固定连接成一体。

进一步地，所涉及的第一演示板固定器和第二演示板固定器，包括两个夹板，其中一个夹板的中心位置设有高度可调节的伸缩杆，该伸缩杆上装有吸盘，两夹板通过夹紧螺栓夹紧固定连接成一体。

进一步地，所涉及的动力输出器，包括传动轴，,其上装有圆盘及其上带有的偏心轴，所述的传动轴通过连接轴承安装在动力输出器箱体上，位于传动轴下端通过连接齿轮副与电机连接。

本实用新型的有益效果是：因采用了多构型平面机构点的合成运动轨迹演示平台的平面

机构排布方式，可根据演示要求，在定参考系和动参考系上的A磁性演示板和B磁性演示板，建立两个坐标系，通过驱动平面五杆机构及安装其上的磁性滚珠笔，实现同一演示平台上多构型平面机构的绝对运动轨迹、相对运动轨迹和牵连运动轨迹的同步绘制。所以本新型对于研究者可通过该演示平台开展多构型平面机构设计、运动轨迹演示、理论验证、特性研究的相关工作。该演示平台结构设计合理简单，平面机构便于拆装与组合，利用率高，安全系数较高，综合性能较好，绿色环保，便于推广使用。

附图说明

图1是本新型的整体分解示意图；

图2是图1画笔夹持器示意图；

图3是图1动力输出器示意图；

图4是图1滑块示意图；

图5是图1细长杆示意图；

图6是图1套筒示意图；

图7是图1另一实施例示意图。

具体实施方式

下面将结合附图实施例，对本实用新型作进一步说明。

实施例一

见图1至图6所示的一种多构型平面机构点的合成运动轨迹演示平台，是采用的平面五杆机构。所述的平面五杆机构，包括演示平台支架14，及固定安装在演示平台支架14上的B磁性演示板13，在所述B磁性演示板13上对称安装有固定的滑枕3，本实施例的滑块为“工”字状，上端中心处设有销轴，该滑枕3上端具有的滑槽内安装可相对滑动细长杆2，所述的细长杆2上分布有插口（图中未示意），根据不同选择在其任一插口内安装一个带有插杆的套筒4，所述套筒4通过销轴5与滑轨6一端铰接，滑轨6另一端通过销轴11与B磁性演示板13。本新型在所述滑轨6的两侧分别安装有第一演示板固定器9和第二演示板固定器15，所述的第一演示板固定器9和第二演示板固定器15通过夹紧螺栓20与滑轨6连接，其中第一演示板固定器9下端装有磁性滚珠笔12。在所述第一演示板固定器9和第二演示板固定器15上端安装吸盘21，通过两点位置的吸盘16吸附活动设置的A磁性演示板10。位于第一演示板固定器9和第二演示板固定器15之间的滑轨6上安装有滑块7，该滑块7可在滑轨6的滑槽内移动，以及在所述滑块7上下两端设有画笔夹持器8。本实施例所述的画笔夹持器8包括两个同一结构的夹板17，该夹板17上有一个伸缩杆18，将两个夹板17相对应于滑块7上，通过夹紧螺栓19将两个夹板17夹紧在滑块7上连接。位于滑块7与其中一个画笔夹持器8的夹板17之间安装一个短杆1，该短杆1安装在滑块7上的销轴上，所述短杆1一端与安装在B磁性演示板13底部一侧的动力输出器20铰连接。本实施例所述的动力输出器20，包括传动轴21，其上端装有圆盘25及位于圆盘25偏心位置设有偏心轴26构成的曲柄连杆，传动轴21通过连接轴承22安装在动力输出器箱体上，传动轴21下端通过连接一齿轮副23与电机24连接，用于传递滑轨6的扭矩。本实施例是在所述画笔夹持器8两侧的伸缩杆18上分别安装有与第一演示板固定器9相同的磁性滚珠笔。本新型是利用画笔夹持器8和第一演示板固定器9上的磁性滚珠笔12分别与A磁性演示板10和B磁性演示板13弹性接触。运行时，通过动力输出器20传递扭矩提供动力，利用曲柄连杆上的偏心轴26的旋转，控制短杆1作用于细长杆2相对滑枕3的滑槽内相对滑动位移，控制两个方向的磁性滚珠笔12在A磁性演示板10和B磁性演示板13上分别绘制出绝对运动轨迹、相对运动轨迹对和牵连运动轨迹。

上述中，B磁性演示板13除采用整体的结构之外，可根据使用范围的要求，也可作出相应的变化，即所述的B磁性演示板13是采用多个正方体组合而成。通过正方体组合的B磁性演示板13底部插爪与蜂窝支架连接组合后嵌入安装在回形支架内，通过回形支架与演示平台支架14固定。当调整滑枕3不同的安装位置时，可以将安装B磁性演示板13的位置部位的正方体取出即可。

实施例二

见图7给出了图1的另一实施例。它与图1不同的是采用了凸轮机构。在所述B磁性演示板13上设置一个滑枕3，该滑枕3上同样安装有滑轨6，及固定安装在滑轨6上的带有磁性滚珠笔12的画笔夹持器8。本实施例是在滑轨6与滑枕3之间连接有拉簧28。用于控制滑轨6的复位。本实施例与图1所不同的是还包括有一凸轮机构。本实施例所述的凸轮机构，包括凸轮盘27，其上分布有安装孔，通过凸轮盘27上安装孔安装第一演示板固定器9和第二演示板固定器15，及其上带有的磁性滚珠笔12，通过第一演示板固定器9和第二演示板固定器15上的吸盘16吸附固定A磁性演示板10。本实施例所述的凸轮盘27的偏心位置与动力输出器20铰接，通过其上的曲柄连杆的偏心轴与凸轮机构的凸轮盘27连接。本实施例的凸轮盘27边缘与带有画笔夹持器8的滑轨6一端接触。当动力输出器20驱动凸轮盘27转动时，由于凸轮盘27转动时的升程发生偏移，作用滑轨6沿滑枕3位移，此时通过凸轮盘27和滑轨6上各自的磁性滚珠笔12分别在A磁性演示板10和B磁性演示板13上绘制出绝对运动轨迹、相对运动轨迹对和牵连运动轨迹。

上述实施例中的凸轮机构具有与图1相同的功能作用。

Claims

1.一种多构型平面机构点的合成运动轨迹演示平台，其特征是，包括演示平台支架（16），及安装其上的定B磁性演示板（13），位于B磁性演示板（13）上部设有平面五杆机构，在所述平面五杆机构上设有第一演示板固定器（9）、第二演示板固定器（15）和画笔夹持器（8），其上分别装有磁性滚珠笔（12），以及安装在平面五杆机构上端的动A磁性演示板（10），所述的平面五杆机构与输出偏心动作的动力输出器（20）连接。

2.根据权利要求1所述的一种多构型平面机构点的合成运动轨迹演示平台，其特征是，其中平面五杆机构，包括长杆（2），及与长杆（2）连接的套筒（4），所述套筒（4）与滑轨（6）一端铰接，滑轨（6）另一端与B磁性演示板（13）铰接，所述滑轨（6）又与短杆（1）一端活动连接，该短杆（1）另一端与动力输出器上的圆盘（25）上的偏心轴（26）连接。

3.根据权利要求1所述的一种多构型平面机构点的合成运动轨迹演示平台，其特征是，其中画笔夹持器（8），包括夹板（17），该夹板（17）上带有高度可调节的伸缩杆（18），通过夹紧螺栓（19）固定连接成一体。

4.根据权利要求1所述的一种多构型平面机构点的合成运动轨迹演示平台，其特征是，其中第一演示板固定器（9）和第二演示板固定器（15），包括两个夹板，其中一个夹板的中心位置设有高度可调节的伸缩杆，该伸缩杆上装有吸盘，两夹板通过夹紧螺栓夹紧固定连接成一体。

5.根据权利要求1所述的一种多构型平面机构点的合成运动轨迹演示平台，其特征是，其中动力输出器（20），包括传动轴（21），,其上装有圆盘（25）及其上带有的偏心轴（26），所述的传动轴（21）通过连接轴承（22）安装在动力输出器箱体上，位于传动轴（21）下端通过连接齿轮副（23）与电机（24）连接。