CN208819509U - 一种改进型平面四连杆机构的演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种改进型平面四连杆机构的演示装置，包括安装板、设置在安装板上的多个平面四连杆机构以及设置在安装板上的用于驱动多个平面四连杆机构同步运动的驱动机构，每个平面四连杆机构中具有一个主动连杆以及一个与安装板固定连接的固定连杆；所述驱动机构包括驱动电机、与平面四连杆机构数量相同的转动轴以及将驱动电机的动力传递给转动轴以驱动该转动轴同步转动的传动机构，每个转动轴与对应的平面四连杆机构中的主动连杆连接。所述演示装置能够清楚地演示多个不同的平面四连杆机构的运动形式，从而提高教学质量，且该演示装置操作简单，制造成本低。

Description

一种改进型平面四连杆机构的演示装置

技术领域

本实用新型涉及一种演示装置，尤其涉及一种改进型平面四连杆机构的演示装置。

背景技术

在《机械原理》的平面连杆机构设计这一章节中，对四杆机构的演化这一部分内容较为重要知识点中包含图形转换是较为抽象的，对于初学的学生来说是较为难以理解的，而且也较难从书上的图例中加以理解。老师在讲课的时候使用一些三维的软件模拟多媒体投影虽说是一种不错的教学手段，既直观又易于理解，但在实践中发现，模拟出来的效果依然不如理想，不容易让学生在该知识点上有深刻到位的理解。

为了弥补立体投影教学实践中的不足，另一方面也让学生有了更全面更直接的理解，良好的教学用的演示装置是非常必要的。现在市场上也有一些少数的机构演示装置，但是每套装置只能演示一种机构的运动，显得十分的繁琐，并且相应的制作成本也偏高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种改进型平面四连杆机构的演示装置，该演示装置能够清楚地演示多个不同的四连杆机构的运动形式，从而提高教学质量，且该演示装置操作简单，制造成本低。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：

一种改进型平面四连杆机构的演示装置，包括安装板、设置在安装板上的多个平面四连杆机构以及设置在安装板上的用于驱动多个平面四连杆机构同步运动的驱动机构，每个平面四连杆机构中具有一个主动连杆以及一个与安装板固定连接的固定连杆，其中，所述驱动机构包括驱动电机、与平面四连杆机构数量相同的转动轴以及将驱动电机的动力传递给所述转动轴以驱动该转动轴同步转动的传动机构，每个转动轴与对应的平面四连杆机构中的主动连杆连接。

优选的，所述传动机构包括与所述转动轴数量一致的齿轮，所述转动轴穿过所述齿轮和安装板并与平面四连杆机构的主动连杆连接，所述齿轮之间相互啮合；所述驱动电机与其中一个转动轴连接。

优选的，所述平面四连杆机构包括曲柄摇杆机构和双摇杆机构，与所述曲柄摇杆机构的主动连杆连接的为第一齿轮，与双摇杆机构的主动连杆连接的为第二齿轮，其中，所述第一齿轮与第二齿轮啮合；该第一齿轮通过第一转动轴与所述曲柄摇杆机构的主动连杆连接，所述第二齿轮通过第二转动轴与所述双摇杆机构的主动连杆连接，所述驱动电机的主轴与所述第一转动轴或者第二转动轴通过联轴器连接。

优选的，多个平面四连杆机构中具有相同的连杆尺寸，每个平面四连杆机构的固定连杆互不相同，以此构成所述曲柄摇杆机构和双摇杆机构。

优选的，所述平面四连杆机构的固定连杆与所述安装板之间通过连接轴固定。

优选的，所述曲柄摇杆机构为两个，两个曲柄摇杆机构的主动连杆长度相同，两个曲柄摇杆机构的固定连杆的长度互不相同；其中，与所述第一齿轮同轴连接的为第一曲柄摇杆机构，另一个为第二曲柄摇杆机构，与所述第二曲柄摇杆机构同轴连接的齿轮为第三齿轮，所述第三齿轮通过第三转动轴转动连接在所述安装板上，且所述第三转动轴一端转动连接在所述安装板上，另一端与所述第二曲柄摇杆机构的主动连杆连接；所述第一转动轴上还设置有与所述第三齿轮相啮合的第四齿轮。

优选的，所述安装板在与所述第一转动轴、第二转动轴以及第三转动轴接触的位置处设置有通孔，所述通孔内设置有与所述第一转动轴、第二转动轴以及第三转动轴相配合的轴承。

优选的，所述第一齿轮和第二齿轮的直径相等，所述第三齿轮和第四齿轮的直径相等，且所述第一齿轮和第二齿轮的直径大于所述第三齿轮和第四齿轮的直径。

优选的，所述安装板的底部水平设置有支撑板，该安装板固定在所述支撑板上；所述驱动电机、第一齿轮、第二齿轮安装在安装板的一侧，所述平面四连杆机构以及第三齿轮和第四齿轮安装在安装板的另一侧。

优选的，所述驱动电机为同步直流减速电机。

本实用新型的改进型平面四连杆机构的演示装置得工作原理是：

操作人员通过给驱动电机供电，使得驱动电机转动并通过传动机构将动力同时传递给所有的转动轴，每个转动轴均带动一个平面四连杆机构的主动连杆运动。从而实现安装在安装板上的平面四连杆机构同步运动。此外，多个平面四连杆机构可以设置成具有不同的运动特点的平面四连杆机构，这样就可以让学生直接观察到不同的平面四连杆机构的运动形式，以方便学生掌握平面四连杆机构的知识，从而提高教学质量。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本实用新型的改进型平面四连杆机构的演示装置通过设置多个平面四连杆机构，使得学生可以直接观察平面四连杆机构的运动形式，从而掌握平面四连杆机构的运动规律，这有利于提高教学质量。

2、本实用新型的改进型平面四连杆机构的演示装置中的多个平面四连杆机构分别与转动轴连接，且通过传动机构将驱动电机的动力同时传递给所有的转动轴，使得这些转动轴同时转动，从而使得安装板上的多个平面四连杆机构同步运动。这样就实现了通过一个驱动电机就可以带动所有的平面四连杆机构运动，从而简化操作，而且制造成本低。

附图说明

图1为本实用新型的改进型平面四连杆机构的演示装置的结构示意图。

图2为图1的A-A截面的剖视图。

图3为图2中的A处的局部放大图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

参见图1-图3，本实用新型的改进型平面四连杆机构的演示装置包括安装板1、设置在安装板1上的三个平面四连杆机构以及设置在安装板1上的用于驱动三个平面四连杆机构同步运动的驱动机构，每个平面四连杆机构中具有一个主动连杆9以及一个与安装板1固定连接的固定连杆8，其中，所述驱动机构包括与平面四连杆机构数量相同的转动轴以及驱动所述转动轴同步转动的驱动电机5，所述驱动电机5为同步直流减速电机；每个转动轴与对应的平面四连杆机构中的主动连杆9连接。

参见图1-图3，所述驱动机构还包括用于将驱动电机5的动力传递给多个转动轴的传动机构；所述传动机构包括与所述转动轴数量一致的齿轮，所述转动轴穿过所述齿轮和安装板1并与平面四连杆机构的主动连杆9连接，所述齿轮之间相互啮合；所述驱动电机5与其中一个转动轴连接。这样，通过驱动电机5带动其中一个转动轴转动，从而带动安装在该转动轴上的齿轮转动，使得与该齿轮啮合的齿轮也随之转动，这样就实现了所述的转动轴同时转动，使得所有的平面四连杆机构同时运动。此外，所述传动机构也可以是同步带传动机构和链传动机构，也可以齿轮传动机构、同步带传动机构和链传动机构两两组合或者多个组合而成。

参见图1-图3，所述平面四连杆机构包括曲柄摇杆机构和双摇杆机构2，与所述曲柄摇杆机构的主动连杆9连接的为第一齿轮3-1，与双摇杆机构2的主动连杆9连接的为第二齿轮2-1，其中，所述第一齿轮3-1与第二齿轮2-1啮合；该第一齿轮3-1通过第一转动轴3-3与所述曲柄摇杆机构的主动连杆9连接，所述第二齿轮2-1通过第二转动轴2-2与所述双摇杆机构2的主动连杆9连接，所述驱动电机5的主轴与所述第一转动轴3-3或者第二转动轴2-2通过十字滑块联轴器连接。这样，通过驱动电机5带动第一转动轴3-3或者第二转动轴2-2转动，从而带动第一齿轮3-1或者第二齿轮2-1转动，与此同时，由于第一齿轮3-1和第二齿轮2-1之间相互啮合，因此，另一个齿轮也随之转动，这样也就同时带动所述曲柄摇杆机构以及双摇杆机构2运动。

参见图1-图3，多个平面四连杆机构中具有相同的连杆尺寸，每个平面四连杆机构的固定连杆8的长度互不相同，以此构成所述曲柄摇杆机构和双摇杆机构2。通过相同的平面四连杆机构，因其固定连杆8长度的不同，从而构成不同的平面四连杆机构，这样可以让学生清楚地了解到曲柄摇杆机构以及双摇杆机构2的区别，有利于学生更进一步地掌握平面四连杆机构这一章节的内容。

参见图1-图3，所述平面四连杆机构的固定连杆8与所述安装板1之间通过连接轴6固定。

参见图1-图3，所述曲柄摇杆机构为两个，两个曲柄摇杆机构的曲柄轴的长度相同，固定连杆8的长度不同；其中，与所述第一齿轮3-1同轴连接的为第一曲柄摇杆机构3，另一个为第二曲柄摇杆机构4，与所述第二曲柄摇杆机构4同轴连接的齿轮为第三齿轮4-1，所述第三齿轮4-1安装在所述第三转动轴上，且所述第三转动轴一端转动连接在所述安装板1上，另一端与所述第二曲柄摇杆机构4的主动连杆9连接；所述第一转动轴3-3上还设置有与所述第三齿轮4-1相啮合的第四齿轮3-2。这样，所述第一转动轴3-3转动的同时也带动第四齿轮3-2转动，使得与所述第四齿轮3-2啮合的第三齿轮4-1也随之转动，从而带动所述第二曲柄摇杆机构4运动，且由于平面四连杆机构的结构相同，两个曲柄摇杆机构中所固定的固定连杆8不同，使得学生可以更进一步地掌握曲柄摇杆机构的组相关知识。

参见图1-图3，所述安装板1在与所述第一转动轴3-3、第二转动轴2-2以及第三转动轴接触的位置处设置有通孔，所述通孔内设置有与所述第一转动轴3-3、第二转动轴2-2以及第三转动轴相配合的轴承7。

参见图1-图3，所述第一齿轮3-1和第二齿轮2-1的直径相等，所述第三齿轮4-1和第四齿轮3-2的直径相等，且所述第一齿轮3-1和第二齿轮2-1的直径大于所述第三齿轮4-1和第四齿轮3-2的直径。其目的在于防止多个平面四连杆机构的运动轨迹相交。

参见图1-图3，所述安装板1的下方设置有支撑板10，所述驱动电机5、第一齿轮3-1、第二齿轮2-1安装在安装板1的一侧，所述平面四连杆机构以及第三齿轮4-1和第四齿轮3-2安装在安装板1的另一侧。

参见图1-图3，本实用新型的改进型平面四连杆机构的演示装置得工作原理是：

操作人员通过给驱动电机5供电，使得驱动电机5转动并带动第一齿轮3-1和第一转动轴3-3转动，从而带动第一曲柄摇杆机构3的主动连杆3-1转动。同时，与第一齿轮3-1啮合的第二齿轮2-1页随之转动，使得第二转动轴2-2转动并带动双摇杆机构2的主动连杆9运动。与此同时，所述第一转动轴3-3转动的同时，安装在第一转动轴3-3上的第四齿轮3-2转动，使得与第四齿轮3-2啮合的第三齿轮4-1转动，从而带动与第三齿轮4-1同轴连接的第三转动轴转动并带动第二曲柄摇杆机构4的主动连杆9转动。这样就实现了用一个驱动电机5带动所有的平面四连杆机构运动。由于三个平面四连杆机构可以设置成具有不同的运动特点的平面四连杆机构，这样就可以让学生直接观察到不同的平面四连杆机构的运动形式，以方便学生掌握平面四连杆机构的知识，从而提高教学质量。

上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改进型平面四连杆机构的演示装置，其特征在于，包括安装板、设置在安装板上的多个平面四连杆机构以及设置在安装板上的用于驱动多个平面四连杆机构同步运动的驱动机构，每个平面四连杆机构中具有一个主动连杆以及一个与安装板固定连接的固定连杆，其中，所述驱动机构包括驱动电机、与平面四连杆机构数量相同的转动轴以及将驱动电机的动力传递给所述转动轴以驱动该转动轴同步转动的传动机构，每个转动轴与对应的平面四连杆机构中的主动连杆连接。

2.根据权利要求1所述的改进型平面四连杆机构的演示装置，其特征在于，所述传动机构包括与所述转动轴数量一致的齿轮，所述转动轴穿过所述齿轮和安装板并与平面四连杆机构的主动连杆连接，所述齿轮之间相互啮合；所述驱动电机与其中一个转动轴连接。

3.根据权利要求2所述的改进型平面四连杆机构的演示装置，其特征在于，所述平面四连杆机构包括曲柄摇杆机构和双摇杆机构，与所述曲柄摇杆机构的主动连杆连接的为第一齿轮，与双摇杆机构的主动连杆连接的为第二齿轮，其中，所述第一齿轮与第二齿轮啮合；该第一齿轮通过第一转动轴与所述曲柄摇杆机构的主动连杆连接，所述第二齿轮通过第二转动轴与所述双摇杆机构的主动连杆连接，所述驱动电机的主轴与所述第一转动轴或者第二转动轴通过联轴器连接。

4.根据权利要求3所述的改进型平面四连杆机构的演示装置，其特征在于，多个平面四连杆机构中具有相同的连杆尺寸，每个平面四连杆机构的固定连杆互不相同，以此构成所述曲柄摇杆机构和双摇杆机构。

5.根据权利要求4所述的改进型平面四连杆机构的演示装置，其特征在于，所述平面四连杆机构的固定连杆与所述安装板之间通过连接轴固定。

6.根据权利要求5所述的改进型平面四连杆机构的演示装置，其特征在于，所述曲柄摇杆机构为两个，两个曲柄摇杆机构的主动连杆长度相同，但两个曲柄摇杆机构的固定连杆的长度互不相同；其中，与所述第一齿轮同轴连接的为第一曲柄摇杆机构，另一个为第二曲柄摇杆机构，与所述第二曲柄摇杆机构同轴连接的齿轮为第三齿轮，所述第三齿轮通过第三转动轴转动连接在所述安装板上，且所述第三转动轴一端转动连接在所述安装板上，另一端与所述第二曲柄摇杆机构的主动连杆连接；所述第一转动轴上还设置有与所述第三齿轮相啮合的第四齿轮。

7.根据权利要求6所述的改进型平面四连杆机构的演示装置，其特征在于，所述安装板在与所述第一转动轴、第二转动轴以及第三转动轴接触的位置处设置有通孔，所述通孔内设置有与所述第一转动轴、第二转动轴以及第三转动轴相配合的轴承。

8.根据权利要求7所述的改进型平面四连杆机构的演示装置，其特征在于，所述第一齿轮和第二齿轮的直径相等，所述第三齿轮和第四齿轮的直径相等，且所述第一齿轮和第二齿轮的直径大于所述第三齿轮和第四齿轮的直径。

9.根据权利要求8所述的改进型平面四连杆机构的演示装置，其特征在于，所述安装板的底部水平设置有支撑板，该安装板固定在所述支撑板上；所述驱动电机、第一齿轮、第二齿轮安装在安装板的一侧，所述平面四连杆机构以及第三齿轮和第四齿轮安装在安装板的另一侧。

10.根据权利要求8所述的改进型平面四连杆机构的演示装置，其特征在于，所述驱动电机为同步直流减速电机。