CN211878879U - 一种集成式导杆机构教学模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成式导杆机构教学模型，包括竖直设置的支架，支架的一侧设置有用于演示“曲柄滑块机构”、“移动导杆机构”、“曲柄摇块机构”、“转动导杆机构”的导杆演示机构，导杆演示机构包括第一连杆，第一连杆的一端转动连接有第二连杆，第一连杆的另一端转动连接有第三连杆，第三连杆上滑动连接有摇块组件，第二连杆远离第一连杆的一端与摇块组件转动连接，本实用新型采用集成式结构设计，即用一套零件通过固定不同位置可在曲柄滑块机构和转动导杆机构、曲柄摇块机构、移动导杆机构之间快速切换，这样设计既方便学生对各种导杆机构结构和运动轨迹的理解，又增强了学生的实际动手能力，增强了直观教学的教学效果。

Description

一种集成式导杆机构教学模型

技术领域

本实用新型涉及一种教学用辅助设备实验仪器，具体的说，涉及一种集成式导杆机构教学模型，属于教学实验仪器技术领域。

背景技术

导杆机构（转动导杆机构、曲柄摇块机构和移动导杆机构）是曲柄滑块机构的三种演化形式，在《机械基础》等机械类专业教材中占有重要位置，在实际生产、生活中有着普遍应用，曲柄滑块机构及演化出的三种导杆机构运动轨迹复杂多变，仅靠单纯讲述和画图的方式，学生在理解上存在很大困难，根据教育学规律，直观教学法最适合该类问题，因此需要一种有助于在教学中理解导杆机构工作、转换原理的教学模型。

实用新型专利201220000684.1公开了一种导杆机构演变实验仪，包括机架、滑块、曲柄、导杆，所述机架与导杆、曲柄及曲柄与滑块之间均通过连接铰链相连接，所述滑块为中空结构，机架上设置有两个圆形通孔，并公开了导杆在机架不同圆孔处连接时的转动导杆机构和摆动导杆机构的两种变化。

上述该类导杆机构演变实验仪，能够有助于对学生认识、理解导杆机构的工作、转换原理，但是该导杆机构演变实验仪未对曲柄滑块机构、转动导杆机构、曲柄摇块机构和移动导杆机构的结构和这四种机构之间的演化做出直观的说明，进而严重降低实用性。

实用新型内容

本实用新型要解决的主要技术问题是提供一种直观的、易于学生理解的、方便学生理解导杆机构各种演化形式的集成式导杆机构教学模型。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种集成式导杆机构教学模型，包括竖直设置的支架，支架的一侧设置有用于演示“曲柄滑块机构”、“移动导杆机构”“曲柄摇块机构”“转动导杆机构”的导杆演示机构，导杆演示机构包括第一连杆，第一连杆的一端转动连接有第二连杆，第一连杆的另一端转动连接有第三连杆，第三连杆上滑动连接有摇块组件，第二连杆远离第一连杆的一端与摇块组件转动连接。

以下是本实用新型对上述技术方案的进一步优化：

支架包括水平设置的底座，底座的上方固定设置有立板，立板与底座的上端面呈垂直布设。

进一步优化：立板上靠近立板的上端位置处开设有两个上下平行布设的第一固定孔，第一固定孔的内壁上开设有螺纹。

进一步优化：立板上靠近立板的中部位置处开设有两个左右平行布设的第二固定孔，立板上位于第二固定孔的下方位置处开设有第三固定孔，第二固定孔、第三固定孔的内壁上分别开设有螺纹。

进一步优化：底座的前方且靠近底座一侧位置处固定开设有凹槽，所述底座的凹槽内可拆卸安装有撑板，撑板上开设有两个平行布设的第四固定孔，第四固定孔的内壁上开设有螺纹。

进一步优化：摇块组件包括整体结构呈长方体形状的摇块，摇块远离立板的一侧面中部开设有矩形槽，摇块上固定设置有盖板，盖板与摇块上的矩形槽共同形成矩形通孔，盖板的外表面上固定连接有用第二销轴，第二连杆通过第二销轴与摇块组件转动连接。

进一步优化：所述第一连杆上靠近第二连杆的一端处固定连接有用于使第一连杆与第二连杆转动连接的第一销轴，第一连杆上靠近第三连杆的一端处固定连接有用于使第一连杆与第三连杆转动连接的第三销轴。

进一步优化：第二连杆上位于第二连杆的中部位置处固定开设有两个平行布设的第一连接孔，第一连接孔的内壁上开设有螺纹。

进一步优化：第三连杆远离第一连杆的一端上固定开设有两个平行布设的第二连接孔，第二连接孔的内壁上开设有螺纹。

进一步优化：所述立板上位于第一固定孔、第二固定孔、第三固定孔的位置处均可固定连接有垫块，垫块上靠近垫块的两侧分别开设有沉孔，垫块上位于两沉孔之间开设有安装孔。

本发明采用上述技术方案：当需要用于演示“曲柄滑块机构”时，首先将垫块安装在立板上的第一固定孔位置处，而后将该导杆演示机构的第三连杆上第二连接孔与垫块的沉孔相互对应，此时采用螺栓紧固件分别依次穿过第二连接孔、沉孔，并且使该螺栓紧固件与第一固定孔螺纹固定连接；此时可将该导杆演示机构组成“曲柄滑块机构”并用于对学生进行演示。

当需要演示该“曲柄滑块机构”时，使用者可转动第一连杆，第一连接杆沿第三销轴进行转动，第一连接杆转动带动第二连杆摆动，第二连杆摆动可带动摇块沿第三连杆的轴向进行移动，实现用于为学生演示“曲柄滑块机构”的工作和转换原理。

当需要用于演示“移动导杆机构”时，首先将垫块安装在立板上的第二固定孔位置处，而后将该导杆演示机构的摇块上的螺纹孔与垫块的沉孔相互对应，此时采用螺栓紧固件分别依次穿过第二固定孔、沉孔，并且使该螺栓紧固件与摇块上的螺纹孔螺纹固定连接，此时可将该导杆演示机构组成“移动导杆机构”并用于对学生进行演示。

当需要演示该“移动导杆机构”时，使用者可转动第一连杆，第一连接杆沿第一销轴进行转动，第一连接杆转动带动第二连杆摆动，第一连接杆转动带动第三连杆沿摇块的矩形槽进行滑动，实现用于为学生演示“移动导杆机构”的工作和转换原理。

当需要用于演示“曲柄摇块机构”时，首先将垫块安装在立板上的第三固定孔位置处，而后将该导杆演示机构的第二连杆上的第一连接孔与垫块的沉孔相互对应，此时采用螺栓紧固件分别依次穿过第二固定孔、沉孔，并且使该螺栓紧固件与第一连接孔螺纹固定连接；此时可将该导杆演示机构组成“曲柄摇块机构”并用于对学生进行演示。

当需要演示该“曲柄摇块机构”时，使用者可转动第一连杆，第一连接杆沿第一销轴进行转动，进而带动第三连杆沿摇块的矩形槽进行滑动，实现用于为学生演示“曲柄摇块机构”的工作和转换原理。

当需要用于演示“转动导杆机构”时，首先将垫块安装在立板上的第二固定孔位置处，并且通过螺栓紧固件穿过该沉孔后与第二固定孔螺纹连接，实现将垫块固定安装在立板上；而后再取一垫块，将该垫快安装在撑板的第四固定孔位置处，并且通过螺栓紧固件穿过该沉孔后与第四固定孔螺纹连接，实现将该垫块固定安装在撑板上；而后使该导杆演示机构的第一销轴与立板上垫块的安装孔固定连接，使该导杆演示机构的第三销轴与撑板上垫块的安装孔固定连接，进而可将该导杆演示机构组成“转动导杆机构”并用于对学生进行演示。

当需要演示该“转动导杆机构”时，使用者可转动第三连杆，第三连杆沿第三销轴进行转动，继而第三连杆转动带动摇块沿第三连杆的轴向进行滑动，摇块滑动可带动第二连杆进行摆动，实现用于为学生演示“转动导杆机构”的工作和转换原理。

本实用新型采用集成式结构设计，即用一套零件通过固定不同位置可在曲柄滑块机构和转动导杆机构、曲柄摇块机构、移动导杆机构之间快速切换，这样设计既方便学生对各种导杆机构结构和运动轨迹的理解，又增强了学生在实际安装切换时的动手能力，增强了直观教学的教学效果。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例中曲柄滑块机构教学模型结构示意图；

图2为本实用新型实施例中垫块的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例中垫块的整体结构剖视图；

图4为本实用新型实施例中移动导杆机构教学模型结构示意图；

图5为本实用新型实施例中曲柄摇块机构教学模型结构示意图；

图6为本实用新型实施例中转动导杆机构教学模型结构示意图。

图中：1-底座；2-立板；3-撑板；4-第一连杆；5-第二连杆；6-第三连杆；7-盖板；8-摇块；9-垫块；91-沉孔；92-安装孔；93-螺纹孔；10-第一销轴；11-第二销轴；12-第一固定孔；13-第二固定孔；14-第三固定孔；15-第四固定孔；16-第三销轴；17-第一连接孔；18-第二连接孔。

具体实施方式

实施例1：如图1-3所示，一种集成式导杆机构教学模型，包括竖直设置的支架，支架的一侧设置有用于演示“曲柄滑块机构”、“移动导杆机构”“曲柄摇块机构”“转动导杆机构”的导杆演示机构，所述导杆演示机构包括第一连杆4，第一连杆4的一端转动连接有第二连杆5，第一连杆4的另一端转动连接有第三连杆6，第三连杆6上滑动连接有摇块组件，所述第二连杆5远离第一连杆4的一端与摇块组件转动连接。

所述支架包括水平设置的呈长方体形状的底座1，底座1的上方固定设置有用立板2，所述立板2的整体结构呈长方形板状，所述立板2与底座1的上端面呈垂直布设。

所述立板2通过螺栓紧固组件与底座1可拆卸固接。

所述底座1下面设置有前后贯通的矩形槽；在底座1下面设置前后贯通的矩形槽，方便人员搬取模型。

所述立板2上靠近立板2的上端位置处开设有第一固定孔12，所述第一固定孔12为两个，且两个第一固定孔12的轴线呈上下平行布设，所述第一固定孔12的内壁上开设有螺纹。

所述立板2上靠近立板2的中部位置处开设有第二固定孔13，所述第二固定孔13为两个，且两个第二固定孔13的轴线呈左右平行布设，所述第二固定孔12的内壁上开设有螺纹。

所述立板2上位于第二固定孔13的下方位置处开设有第三固定孔14，所述第三固定孔14的轴线与第二固定孔13的轴线呈平行布设，所述第三固定孔14的内壁上开设有螺纹。

所述底座1的前方且靠近底座1一侧位置处固定开设有凹槽，所述底座1的凹槽内可拆卸安装有撑板3。

所述撑板3与立板2呈平行布设，所述撑板3与底座1之间通过螺栓固定组件进行可拆卸固定连接。

所述撑板3上且位于撑板3远离底座1的一端位置处开设有第四固定孔15，所述第四固定孔15为两个，且两个第四固定孔15的轴线呈左右平行布设，所述第四固定孔15的内壁上开设有螺纹。

所述摇块组件滑动连接在第三连杆6上，所述摇块组件包括整体结构呈长方体形状的摇块8。

所述摇块8远离立板2的一侧面中部开设有矩形槽，所述摇块8上固定设置有盖板7，盖板7与摇块8上的矩形槽共同形成矩形通孔。

所述摇块8上矩形通孔的横截面形状和尺寸均与第三连杆6的横截面形状和尺寸相匹配。

所述摇块8通过摇块8上的矩形通孔与第三连杆6滑动连接。

所述摇块8靠近立板2的一侧面上固定开设有两个螺纹孔。

所述盖板7的外表面上且位于中心位置处固定连接有用第二销轴11，所述第二连杆5远离第一连杆4的一端与第二销轴11转动连接。

这样设计，通过该第二销轴11，方便的使第二连杆5远离第一连杆4的一端与该摇块组件转动连接。

所述第一连杆4上靠近第二连杆5的一端处固定连接有用于使第一连杆4与第二连杆5转动连接的第一销轴10。

所述第一连杆4上靠近第三连杆6的一端处固定连接有用于使第一连杆4与第三连杆6转动连接的第三销轴16。

所述第二连杆5上位于第二连杆5的中部位置处固定开设有两个第一连接孔17，所述两个第一连接孔17的轴线分别呈平行布设，所述第一连接孔17的内壁上开设有螺纹。

所述第三连杆6远离第一连杆4的一端上固定开设有两个第二连接孔18，所述两个第二连接孔18的轴线分别呈平行布设，所述第二连接孔18的内壁上开设有螺纹。

如图1-3所示，所述立板2上位于第一固定孔12、第二固定孔13、第三固定孔14的位置处均可固定连接有垫块9。

所述垫块9的整体结构呈矩形块状，所述垫块9上靠近垫块9的两侧分别开设有沉孔91。

所述垫块9上位于两沉孔91之间开设有安装孔92，所述安装孔92的轴线分别与两沉孔91的轴线相互平行且均位于同一平面内。

所述垫块9上位于垫块9的一侧开设有与安装孔92连通的螺纹孔93，所述螺纹孔93的轴线与安装孔92的轴心呈垂直布设。

如图1所示，当需要用于演示“曲柄滑块机构”时，首先将垫块9安装在立板2上的第一固定孔12位置处，而后将该导杆演示机构的第三连杆6上第二连接孔18与垫块9的沉孔91相互对应，此时采用螺栓紧固件分别依次穿过第二连接孔18、沉孔91，并且使该螺栓紧固件与第一固定孔12螺纹固定连接。

此时可将该导杆演示机构的第三连杆6远离第一连杆4的一端通过该垫块9和螺栓紧固件与立板2固定连接，进而可将该导杆演示机构组成“曲柄滑块机构”并用于对学生进行演示。

当需要演示该“曲柄滑块机构”时，使用者可转动第一连杆4，第一连接杆4沿第三销轴16进行转动，第一连接杆4转动带动第二连杆5摆动，第二连杆5摆动可带动摇块8沿第三连杆6的轴向进行移动，实现用于为学生演示“曲柄滑块机构”的工作和转换原理。

如图4所示，当需要用于演示“移动导杆机构”时，首先将垫块9安装在立板2上的第二固定孔13位置处，而后将该导杆演示机构的摇块9上的螺纹孔与垫块9的沉孔91相互对应，此时采用螺栓紧固件分别依次穿过第二固定孔13、沉孔91，并且使该螺栓紧固件与摇块9上的螺纹孔螺纹固定连接。

此时可将该导杆演示机构的摇块9通过该垫块9和螺栓紧固件与立板2固定连接，进而可将该导杆演示机构组成“移动导杆机构”并用于对学生进行演示。

当需要演示该“移动导杆机构”时，使用者可转动第一连杆4，第一连接杆4沿第一销轴10进行转动，第一连接杆4转动带动第二连杆5摆动，第一连接杆4转动带动第三连杆6沿摇块8的矩形槽进行滑动，实现用于为学生演示“移动导杆机构”的工作和转换原理。

如图5所示，当需要用于演示“曲柄摇块机构”时，首先将垫块9安装在立板2上的第三固定孔14位置处，而后将该导杆演示机构的第二连杆5上的第一连接孔17与垫块9的沉孔91相互对应，此时采用螺栓紧固件分别依次穿过第二固定孔13、沉孔91，并且使该螺栓紧固件与第一连接孔17螺纹固定连接。

此时可将该导杆演示机构的第二连杆5通过该垫块9和螺栓紧固件与立板2固定连接，进而可将该导杆演示机构组成“曲柄摇块机构”并用于对学生进行演示。

当需要演示该“曲柄摇块机构”时，使用者可转动第一连杆4，第一连接杆4沿第一销轴10进行转动，进而带动第三连杆6沿摇块8的矩形槽进行滑动，实现用于为学生演示“曲柄摇块机构”的工作和转换原理。

如图6所示，当需要用于演示“转动导杆机构”时，首先将垫块9安装在立板2上的第二固定孔13位置处，并且通过螺栓紧固件穿过该沉孔91后与第二固定孔13螺纹连接，实现将垫块9固定安装在立板2上。

而后再取一垫块9，将该垫快9安装在撑板3的第四固定孔15位置处，并且通过螺栓紧固件穿过该沉孔91后与第四固定孔15螺纹连接，实现将该垫块9固定安装在撑板3上。

而后使该导杆演示机构的第一销轴10与立板2上垫块9的安装孔92固定连接，使该导杆演示机构的第三销轴16与撑板3上垫块9的安装孔92固定连接，进而可将该导杆演示机构组成“转动导杆机构”并用于对学生进行演示。

当需要演示该“转动导杆机构”时，使用者可转动第三连杆6，第三连杆6沿第三销轴16进行转动，继而第三连杆6转动带动摇块8沿第三连杆6的轴向进行滑动，摇块8滑动可带动第二连杆5进行摆动，实现用于为学生演示“转动导杆机构”的工作和转换原理。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集成式导杆机构教学模型，其特征在于：包括竖直设置的支架，支架的一侧设置有用于演示“曲柄滑块机构”、“移动导杆机构”“曲柄摇块机构”“转动导杆机构”的导杆演示机构，导杆演示机构包括第一连杆（4），第一连杆（4）的一端转动连接有第二连杆（5），第一连杆（4）的另一端转动连接有第三连杆（6），第三连杆（6）上滑动连接有摇块组件，第二连杆（5）远离第一连杆（4）的一端与摇块组件转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种集成式导杆机构教学模型，其特征在于：支架包括水平设置的底座（1），底座（1）的上方固定设置有立板（2），立板（2）与底座（1）的上端面呈垂直布设。

3.根据权利要求2所述的一种集成式导杆机构教学模型，其特征在于：立板（2）上靠近立板（2）的上端位置处开设有两个上下平行布设的第一固定孔（12），第一固定孔（12）的内壁上开设有螺纹。

4.根据权利要求3所述的一种集成式导杆机构教学模型，其特征在于：立板（2）上靠近立板（2）的中部位置处开设有两个左右平行布设的第二固定孔（13），立板（2）上位于第二固定孔（13）的下方位置处开设有第三固定孔（14），第二固定孔（13）、第三固定孔（14）的内壁上分别开设有螺纹。

5.根据权利要求4所述的一种集成式导杆机构教学模型，其特征在于：底座（1）的前方且靠近底座（1）一侧位置处固定开设有凹槽，所述底座（1）的凹槽内可拆卸安装有撑板（3），撑板（3）上开设有两个平行布设的第四固定孔（15），第四固定孔（15）的内壁上开设有螺纹。

6.根据权利要求5所述的一种集成式导杆机构教学模型，其特征在于：摇块组件包括整体结构呈长方体形状的摇块（8），摇块（8）远离立板（2）的一侧面中部开设有矩形槽，摇块（8）上固定设置有盖板（7），盖板（7）与摇块（8）上的矩形槽共同形成矩形通孔，盖板（7）的外表面上固定连接有用第二销轴（11），第二连杆（5）通过第二销轴（11）与摇块组件转动连接。

7.根据权利要求6所述的一种集成式导杆机构教学模型，其特征在于：所述第一连杆（4）上靠近第二连杆（5）的一端处固定连接有用于使第一连杆（4）与第二连杆（5）转动连接的第一销轴（10），第一连杆（4）上靠近第三连杆（6）的一端处固定连接有用于使第一连杆（4）与第三连杆（6）转动连接的第三销轴（16）。

8.根据权利要求7所述的一种集成式导杆机构教学模型，其特征在于：第二连杆（5）上位于第二连杆（5）的中部位置处固定开设有两个平行布设的第一连接孔（17），第一连接孔（17）的内壁上开设有螺纹。

9.根据权利要求8所述的一种集成式导杆机构教学模型，其特征在于：第三连杆（6）远离第一连杆（4）的一端上固定开设有两个平行布设的第二连接孔（18），第二连接孔（18）的内壁上开设有螺纹。

10.根据权利要求9所述的一种集成式导杆机构教学模型，其特征在于：所述立板（2）上位于第一固定孔（12）、第二固定孔（13）、第三固定孔（14）的位置处均可固定连接有垫块（9），垫块（9）上靠近垫块（9）的两侧分别开设有沉孔（91），垫块（9）上位于两沉孔（91）之间开设有安装孔（92）。

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