CN210955801U - 一种用于机构创新实验教学的实验设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于机构创新实验教学的实验设备，属于机构创新实验技术领域，所述设备结构简单，连杆长度调节方便，可轻松完成不同杆长比情况下机构的变化。本实用新型包括：长度可调式连杆、图谱显示杆、组合安装机架；所述长度可调式连杆与所述组合安装支架上的孔利用销轴与轴承进行铰接，所述长度可调式连杆包括内杆、外杆、内杆连接头，内杆一端安装在外干槽内，内杆另一端与内杆连接头固定连接，所述图谱显示杆一端通过铰接与所述长度可调式连杆固定连接，所述图谱显示杆上特定位置钻有不同连接孔，用于连接图谱绘制装置。

Description

一种用于机构创新实验教学的实验设备

技术领域

本发明属于机构创新实验技术领域，尤其涉及一种用于机构创新实验教学的实验设备。

背景技术

在机械原理、机械设计实验教学领域，很多高校都会开设机构创新实验。实验教学装备往往通过市场购买，但是现有的连杆机构创新实验教学设备要么杆长比有限，要么结构单一，很难组合出曲柄摇杆、双曲柄、双摇杆机构等多种机构，并且机构组合和机构功能较为局限。学生通过一次实验只能完成一种机构组合，并完成一种功能，机构的搭建浪费时间，而且这些实验装备功能往往仅局限于机构本身，难以涉及机构本身特性如连杆曲线、急回特性等。使得在一次实验中学生所学较为单一，无法充分发挥学生的创新能力。

同时，连杆机构在运动性能分析方面由于连杆机构的运动综合较为复杂，一般只能近似地实现给定的运动规律与轨迹；由于连杆机构运动链通常较长，再加上各运动副元素之间表面的磨损，会产生较大的运动误差累计；连杆机构的惯性力不能完全平衡，所以不适合高速传动。连杆机构的性能受机构上复杂几何参数的影响，呈现复杂的非线性关系，所以无论从性能分析上还是性能综合上都是一个比较艰难的工作。

发明内容

本发明提供了一种用于机构创新实验教学的实验设备，所述设备结构简单，连杆长度调节方便，可轻松完成不同杆长比情况下机构的变化。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于机构创新实验教学的实验设备，包括：长度可调式连杆、图谱显示杆、组合安装机架；所述长度可调式连杆与所述组合安装支架上的孔利用销轴与轴承进行铰接，以完成相对转动，实现平面转动副要求；所述长度可调式连杆包括内杆、外杆、内杆连接头，内杆一端安装在外干槽内，内杆另一端与内杆连接头固定连接，不同连杆长度的组合，从而实现曲柄摇杆机构、摇杆机构、双曲柄机构等多种机构的转换；所述图谱显示杆一端与所述长度可调式连杆固定连接，所述图谱显示杆上特定位置钻有不同连接孔，用于连接图谱绘制装置，从而实现不同杆长比不同角度下的连杆曲线图谱绘制。

以上所述结构中，所述组合安装机架包括上侧安装杆、定距块、活动定距块、下侧安装杆、支撑杆、基座杆1、基座杆2；两个所述基座杆1和两个基座杆2连接形成方形基座，两个基座杆1上对称安装所述支撑杆，两个所述上侧安装杆通过角码和定距块固定在支撑杆上，以提供连杆运动的空间和位置；所述下侧安装杆两端通过螺钉与两侧活动定距块相连，安装在支撑杆之间，两侧活动定距块可上下移动，通过螺钉与支撑杆之间的摩擦保证相对位置；所述内杆与内杆连接头通过一对螺钉连接；所述图谱显示杆通过孔销连接控制与所述长度可调式连杆的角度。

有益效果：本发明提供了一种用于机构创新实验教学的实验设备，本发明结构简单，连杆长度调节方便，可轻松完成不同杆长比情况下机构的变化，以及不同杆长比和角度下连杆曲线图谱的绘制。所述长度可调式连杆通过铰接与其他杆或者安装杆连接，以完成相对转动，实现平面转动副要求；可调式连杆分内杆、外杆，通过螺钉连接进行固定，内杆分杆体和连接头，通过螺钉连接进行固定，并且为增加稳定性，均采用一对螺钉连接；不同连杆长度的组合，从而实现曲柄摇杆机构、摇杆机构、双曲柄机构等多种机构的转换，所述连杆曲线图谱显示杆通过孔销连接控制其与连杆角度，实现不同杆长比和不同角度的变换，从而绘制出各种类型连杆曲线，提高了装置的实用性。

附图说明

图1为实施例中利用本发明设备组合绘制翼型曲线时的结构示意图；

图2(a)、(b)、(c)为实施例中利用本发明设备图谱应用组合成间歇六杆机构三个不同方向的结构示意图，其中(a)为间歇六杆机构主视方向轴侧图，(b)为间歇六杆机构主视方向的背面轴侧图，(c)为间歇六杆机构左视方向轴侧图；

图3为本发明设备中可调节长度连杆示意图；

图4为本发明设备中组合安装机架示意图；

图5为本发明设备中滑块示意图；

图中，1为连杆1，2为连杆2，3为图谱显示杆，4为连杆3，5为组合安装机架，6为连杆4，7为滑块，8为连杆5，9为连杆6，10为连杆7，11为内杆连接头，12为螺钉，13为内杆杆体，14为螺钉，15为外杆，16为上侧安装杆，17为定距块，18为活动定距块，19为下侧安装杆，20为支撑杆，21为角码，22为基座杆1，23为基座杆2。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明：

一种用于机构创新实验教学的实验设备，包括：长度可调式连杆、图谱显示杆、组合安装机架；所述长度可调式连杆与所述组合安装支架上的孔利用销轴与轴承进行铰接，以完成相对转动，实现平面转动副要求；如图3所示，所述长度可调式连杆包括内杆、外杆、内杆连接头，内杆一端安装在外干槽内，内杆另一端与内杆连接头固定连接，不同连杆长度的组合，从而实现曲柄摇杆机构、摇杆机构、双曲柄机构等多种机构的转换；所述图谱显示杆一端通过铰接与所述长度可调式连杆固定连接，所述图谱显示杆上特定位置钻有不同连接孔，用于连接图谱绘制装置，从而实现不同杆长比不同角度下的连杆曲线图谱绘制。

如图4所示，所述组合安装机架包括上侧安装杆、定距块、活动定距块、下侧安装杆、支撑杆、基座杆1、基座杆2；两个所述基座杆1和两个基座杆2连接形成方形基座，两个基座杆1上对称安装所述支撑杆，两个所述上侧安装杆通过角码和定距块固定在支撑杆上，以提供连杆运动的空间和位置；所述下侧安装杆两端通过螺钉与两侧活动定距块相连，安装在支撑杆之间，两侧活动定距块可上下移动，通过螺钉与支撑杆之间的摩擦保证相对位置；为增加稳定性，所述内杆与内杆连接头通过一对螺钉连接；所述图谱显示杆通过孔销连接控制其与连杆角度，实现不同杆长比和不同角度的变换，从而绘制出各种类型连杆曲线。

所述定距块起到保证两安装杆距离作用。

所述活动定距块既可保证两安装杆距离又可带动下侧安装杆移动。

所述滑块通过铰接与连杆接触，并发生相对转动，滑块可在所需平面上滑动，从而实现移动副和转动副功能。

所述长度可调式连杆的杆长可调，从而一次实验可达到不同杆长比组合，图谱显示杆与连杆固定在一起并成一定角度，通过各杆杆长比的调节与角度的变化来实现不同情况下连杆曲线图谱的绘制；并利用特定的连杆曲线运动轨迹来实现特定功能的四杆、六杆运动机构。

利用以上所述设备组合绘制翼型曲线，如图1所示，连杆1外杆的一端与其中一个所述上侧安装杆的孔连接，连杆1的内杆和连杆2的内杆连接，连杆2的外杆分别连接图谱显示杆和连杆3的外杆，连杆3的内杆与另一个所述上侧安装杆连接，连杆3作为主动件，带动整个机构运动，图谱显示杆的顶端的运动轨迹即为翼型，通过外接传感器等显示装置，可用于绘制机翼翼型，调节不同杆长比可以获得不同机翼翼型，为新翼型的开发和试验验证做准备。

如图2所示，连杆4外杆一端连接所述下侧安装杆，滑块在连杆4的槽中滑动，滑块连接图谱显示杆一端，图谱显示杆另一端分别连接连杆5和连杆6的一端，连杆5另一端连接其中一个所述上侧安装杆，连杆6另一端连接连杆7一端，连杆7另一端与另一个所述上侧安装杆连接，连杆5作为主动件，带动整个机构运动，图谱显示杆与滑块铰接，滑块与图谱显示杆相对转动，并与连杆4发生相对滑动构成移动副，构成间歇六杆机构，即当连杆5转动一周过程中，在特定位置范围内连杆4几乎保持静止，超过该特定范围连杆4随着连杆5的转动而摆动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于机构创新实验教学的实验设备，其特征在于，包括：长度可调式连杆、图谱显示杆、组合安装机架；所述长度可调式连杆与所述组合安装支架上的孔进行连接，所述长度可调式连杆包括内杆、外杆、内杆连接头，内杆一端安装在外干槽内，内杆另一端与内杆连接头固定连接，所述图谱显示杆一端通过铰接与所述长度可调式连杆固定连接，所述图谱显示杆上特定位置钻有不同连接孔，用于连接图谱绘制装置。

2.根据权利要求1所述的用于机构创新实验教学的实验设备，其特征在于，所述组合安装机架包括上侧安装杆、定距块、活动定距块、下侧安装杆、支撑杆、基座杆1、基座杆2；两个所述基座杆1和两个基座杆2连接形成方形基座，两个基座杆1上对称安装所述支撑杆，两个所述上侧安装杆通过角码和定距块固定在支撑杆上；所述下侧安装杆两端通过螺钉与两侧活动定距块相连，安装在支撑杆之间。

3.根据权利要求2所述的用于机构创新实验教学的实验设备，其特征在于，所述长度可调式连杆一端与所述上侧安装杆和下侧安装杆上的孔进行连接。

4.根据权利要求3所述的用于机构创新实验教学的实验设备，其特征在于，所述长度可调式连杆一端与所述上侧安装杆和下侧安装杆上的孔利用销轴与轴承进行铰接。

5.根据权利要求1所述的用于机构创新实验教学的实验设备，其特征在于，所述内杆与内杆连接头通过一对螺钉连接。

6.根据权利要求1所述的用于机构创新实验教学的实验设备，其特征在于，所述图谱显示杆通过孔销连接控制其与连杆角度。

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