CN207425211U - 一种铰链四杆机构单向滑块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铰链四杆机构单向滑块，其本体由光滑导杆、垫块、弹簧、滑动轴承、滚柱、工支架、滑动轴承、连接板、螺栓、斜板、丝杆组成。当上、下两滑块交替的锁紧和上滑，整套铰链四杆机构教具沿光滑导杆动感的蠕动上爬，从而可动感演示双曲柄滑块机构，这可激发学生的兴趣，调动学生学习积极性。

Description

一种铰链四杆机构单向滑块

技术领域

本发明属于一种铰链四杆机构教具的滑块，特别涉及一种可使四杆机构在光杆上随意向上蠕动爬行的单向滑块。

背景技术

百年大计，教育为本。随着人们对教育的日益重视，教育教学质量成为人们越发关注的问题，铰链四杆机构是机械原理的一个重点，也是一个难点，如何把枯燥乏味、晦涩难懂的这部分原理让学生轻松的掌握，是每位教师面临的一个难题，而目前的实验教具形式老套单一、缺乏动感，铰链四杆机构原理不能形象活泼的演示给学生，这和当代大学生生动活泼的天性完全不符。

为了激发学生的兴趣，调动学生积极性，挖掘学生的潜能，增强学生的创造力，激活学生的创新思维，将书本上晦涩难懂的枯燥的知识点具体化、生动化、形象化，并将学生学习的知识碎片整理融合为一体从而更好的应用于现实生活中，设计出能够使课堂教学更加丰富、更具吸引力的机械实验平台——铰链四杆机构实验平台。该平台可将曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆四杆机构和双曲柄滑块机构（两套曲柄滑块机构）完美动感的融合在一起，通过丝杆螺母渐变伸缩机构改变四杆机构中杆的长度、螺旋卡环离合机构实现曲柄连杆两杆合一和单向滑块机构保证机构单向滑动，进而实现双曲柄、曲柄摇杆、双摇杆和双曲柄滑块之间的自由梦幻动感变换，整个平台在双曲柄滑块状态时在光杆上可随意的向上奔腾。

动感切换的铰链四杆机构的几种状态分别如下：

（1）第一种状态：当电机带动伸缩曲柄转动时，通过伸缩曲柄内部丝杆螺母渐变伸缩机构使伸缩曲柄逐渐缩短，当伸缩曲柄由21cm缩短到18.2cm的过程中一直展示双曲柄机构状态。

（2）第二种状态：当四杆机构处于双曲柄机构的临界点时，伸缩曲柄的长度为18.2cm，此时，刚好从双曲柄机构向曲柄摇杆机构转化，伸缩曲柄的长度通过伸缩曲柄内部丝杆螺母渐变伸缩机构在电机的驱动下仍在缩短，当伸缩曲柄的长度缩短到15.4cm时，伸缩曲柄内部丝杆螺母渐变伸缩机构的螺母便在螺杆的无螺纹段空转，伸缩曲柄不再缩短，这个过程四杆机构一直演示曲柄摇杆机构状态。

（3）第三种状态：当曲柄摇杆演示一定时间后，连杆与曲柄通过螺旋卡环离合机构共线合并为一根杆，四杆机构变换成了由A、B两单向上、下滑块、光滑导杆和连架杆组成的双曲柄滑块机构状态，A、B单向滑块只能向上滑，不能向下滑（向下自动锁死），这时演示的双曲柄滑块机构能蠕动的沿滑动所在的光滑导杆动感上爬。

发明内容

本发明的目的：为实现上述整套装置能在光滑导杆上动感的自由蠕动上爬和铰链四杆机构的第三种状态（双曲柄滑块机构状态），本发明设计了单向滑块机构。

本发明的技术方案是：一种铰链四杆机构单向滑块，其本体由光滑导杆、垫块、弹簧、滑动轴承、滚柱、工支架、滑动轴承、连接板、螺栓、斜板、丝杆组成。

其特征在于:伸缩曲柄、连杆、连架杆、A、B两个单向滑块安装在光滑导杆上，组成了铰链四杆机构，其中，A、B两个单向滑块结构原理相同，其顶部均有一滑动轴承，滑动轴承与连接板用螺栓连接，两斜板分别通过螺栓与连接板连接在一起，形成左右两个转动副，在两斜板中间夹有两工支架，滚柱与斜板和光滑导杆在弹簧弹力下时刻接触，工支架与滑动轴承通过紧定螺钉固结在一起，滑动轴承上套一弹簧。当伸缩曲柄和连杆利用螺旋卡环锁紧力和机构叠加共线固结成一体时，由共线固结体（伸缩曲柄和连杆固结为一体）、连架杆和两个滑块组成两套曲柄滑块机构，共线固结体（伸缩曲柄和连杆固结为一体）在电机带动下转动前半周时，下滑块自动锁紧在光滑导杆上，上滑块向上滑动，共线固结体（伸缩曲柄和连杆固结为一体）在电机带动下转动后半周时，上滑块自动锁紧在光滑导杆上，下滑块向上滑动，上、下两滑块交替的锁紧和上滑，整套装置沿光滑导杆动感的蠕动上爬，从而动感演示双曲柄滑块机构。

本发明的有益效果是：整套装置能在光滑导杆上动感的自由蠕动上爬和铰链四杆机构的第三种状态（双曲柄滑块机构状态），可激发学生的兴趣，调动学生学习积极性，且该机构结构新颖，精致。

附图说明

图1是铰链四杆机构综合实验平台总三维造型图；

图2是单向滑块二维主视图；

图3是单向滑块三维示意图；

图4是滚柱三维示意图；

图5是工支架和滑动轴承组合体三维示意图。

其中，

1.单向滑块A，2. 光滑导杆，3－套筒，4.电动机，5.联轴器，6. 小减速齿轮，7.轴承支座，8.单向滑块B，9.大减速齿轮，10.支撑板，11. 伸缩曲柄， 12.连杆，13.连架杆，14.L支架， 15.垫块，16.弹簧，17.滑动轴承一，18.滚柱，19.工支架，20.滑动轴承二，21.连接板，22.螺栓，23.斜板，24.丝杆。

具体实施方式

如图1～图5，为实现装置能沿光滑导杆2自由上爬，设计了铰链四杆机构单向滑块，一种铰链四杆机构单向滑块，其本体由光滑导杆2、垫块15、弹簧16、滑动轴承一17、滚柱18、工支架19、滑动轴承二20、连接板21、螺栓22、斜板23、丝杆24组成。该滑块的顶部为一滑动轴承二20，滑动轴承二40与连接板21用螺栓22连接，光滑导杆2两侧对称布置两个斜板23，斜板23通过螺栓22与连接板21连接成转动副，在对称布置的两个斜板中间夹有两工支架19，两滚柱18的两端小圆柱和工支架19的两个U型滑槽成大间隙配合，两滚柱18在工支架19的两个U型滑槽内既可自由滑动，又可自由转动，滚柱18与斜板23和光滑导杆2在弹簧16弹力下时刻接触，工支架19与滑动轴承17通过紧定螺钉固结在一起，滑动轴承一17上套一弹簧16，弹簧16一端和垫块15接触，弹簧16另一端和滑动轴承17的凸沿接触，两丝杆24与两斜板23通过螺栓连在一起，整套单向滑块相对于光滑导杆2对称。当该单向滑块相对于光滑导杆2向下移动或有向下移动的趋势时，由于光滑导杆2和滚柱18之间的摩擦力，会使滚柱18钻向由斜板23和光滑导杆2形成的楔形空间，空间越来越小，斜板23与光滑导杆2把两滚柱18夹的越来越紧，直至18被卡死，即整套装置的重力与锁紧力（滚柱18在斜板23和光滑导杆2由夹紧力产生的摩擦力）平衡，故该单向滑块不能向下滑；当该机构相对于光滑导杆2向上移动或有向上移动的趋势时，连接板21和斜板23一起向上移动，斜板23和连接板之间的楔形空间越来越大，滚柱18便和光滑导杆2和斜板23瞬间脱离而自转打滑，从而实现自动解锁功能，该机构便能轻松上爬。通过丝杆24调节两斜板23之间的夹角可适应不同摩擦系数的光滑导杆2。

Claims (2)

1.一种铰链四杆机构单向滑块，其本体由光滑导杆（2）、垫块（15）、弹簧（16）、滑动轴承一（17）、滚柱（18）、工支架（19）、滑动轴承二（20）、连接板（21）、螺栓（22）、斜板（23）、丝杆（24）组成，所述的该滑块的顶部是一滑动轴承二（20），滑动轴承二（20）与连接板（21）用螺栓（22）连接，所述的光滑导杆（2）两侧对称布置两个斜板（23），斜板（23）通过螺栓（22）与连接板（21）连接成转动副，在对称布置的两个斜板中间夹有两工支架（19），两滚柱（18）的两端小圆柱和工支架（19）的两个U型滑槽成大间隙配合，两滚柱（18）在工支架（19）的两个U型滑槽内既可自由滑动，又可自由转动。

2.根据权利要求1所述的一种铰链四杆机构单向滑块，其特征是所述的滚柱（18）与斜板（23）和光滑导杆（2）在弹簧（16）弹力下时刻接触，工支架（19）与滑动轴承一（17）通过紧定螺钉固结在一起，滑动轴承一（17）上套一弹簧（16），弹簧（16）一端和垫块（15）接触，弹簧（16）另一端和滑动轴承一（17）的凸沿接触，两丝杆（24）与两斜板（23）通过螺栓连在一起。