可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具，涉及教學(xué)用具領(lǐng)域，解決現(xiàn)有教具只能簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，存在結(jié)構(gòu)和功能的單一以及體積龐大等問(wèn)題，包括連桿機(jī)構(gòu)面、凸輪機(jī)構(gòu)面、輪系機(jī)構(gòu)面及槽輪機(jī)構(gòu)面組成箱體的四個(gè)面、四個(gè)動(dòng)力切換裝置、手柄、頂蓋、底板、動(dòng)力傳動(dòng)軸和中間惰輪；四個(gè)面可演示四種典型機(jī)構(gòu)，并在傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上，再組合，使得每個(gè)機(jī)構(gòu)不止完成一個(gè)功能的演示；四個(gè)面內(nèi)部動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)采用相同結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)動(dòng)力傳動(dòng)，在單個(gè)面演示時(shí)，動(dòng)力都是由手柄手搖提供，簡(jiǎn)便易操作；并采用組合合頁(yè)連接兩個(gè)面，在可實(shí)現(xiàn)橫向90°的翻折同時(shí)，又可實(shí)現(xiàn)縱向180°翻折，省去拆卸再組裝機(jī)構(gòu)所在平面的過(guò)程。本發(fā)明節(jié)約資源與空間，實(shí)現(xiàn)組合聯(lián)動(dòng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及教學(xué)用具領(lǐng)域。具體涉及一種可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)多功能箱型教具，在教學(xué)中，可單面演示機(jī)械原理課程中四種典型機(jī)構(gòu)，展開(kāi)后可實(shí)現(xiàn)單面機(jī)構(gòu)組合的聯(lián)動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了讓教學(xué)內(nèi)容更容易讓學(xué)生明白，許多教學(xué)用具被設(shè)計(jì)出來(lái)。機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，其理論和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合比較緊密，特別是課程中有關(guān)推理和計(jì)算的知識(shí)，對(duì)于目前在大多數(shù)高校教學(xué)模式下的剛接觸機(jī)械專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，是比較難以理解和掌握。為讓學(xué)生更好的理解機(jī)械類(lèi)課程，研究人員已經(jīng)完成對(duì)相關(guān)教具的研制和開(kāi)發(fā)，并被不同學(xué)校應(yīng)用于現(xiàn)在教學(xué)當(dāng)中。早期教具可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，但由于其結(jié)構(gòu)和功能的單一，最終產(chǎn)生多種機(jī)構(gòu)不能聯(lián)動(dòng)等問(wèn)題。隨后學(xué)者設(shè)計(jì)出多功能機(jī)械演示教具，但由于其存在體積龐大等問(wèn)題，使老師不能隨身攜帶，無(wú)法在課堂上對(duì)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決現(xiàn)有教具只能簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，存在結(jié)構(gòu)和功能的單一以及體積龐大等問(wèn)題，提供一種可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具。
[0004]可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具，包括由連桿機(jī)構(gòu)面、凸輪機(jī)構(gòu)面、輪系機(jī)構(gòu)面及槽輪機(jī)構(gòu)面組成箱體的四個(gè)面、四個(gè)動(dòng)力切換裝置、手柄、頂蓋、底板、動(dòng)力傳動(dòng)軸和中間惰輪；
[0005]所述四個(gè)動(dòng)力切換裝置分別通過(guò)第一支架安裝在箱體內(nèi)四個(gè)面的對(duì)應(yīng)位置，所述手柄穿過(guò)頂蓋的中心孔與動(dòng)力傳動(dòng)軸的一端連接，所述動(dòng)力傳動(dòng)軸的另一端通過(guò)底板中心固定，所述頂蓋的四邊邊線中心分別設(shè)置四個(gè)半圓槽，用于放置動(dòng)力切換裝置的開(kāi)關(guān)；按下開(kāi)關(guān)后，動(dòng)力切換裝置上的錐齒輪與動(dòng)力傳動(dòng)軸上的錐齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力切換；分開(kāi)連桿機(jī)構(gòu)面與槽輪機(jī)構(gòu)面，將箱體的四個(gè)表面展開(kāi)成一字型，通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)面與輪系機(jī)構(gòu)面之間的組合合頁(yè)，將凸輪機(jī)構(gòu)面與連桿機(jī)構(gòu)面繞組合合頁(yè)上的第二圓銷(xiāo)翻折到輪系機(jī)構(gòu)面與槽輪機(jī)構(gòu)面上形成田字型，滑動(dòng)頂蓋并折成支架用以支撐手柄；四個(gè)相同大齒輪嵌于每個(gè)機(jī)構(gòu)面內(nèi)夾層，中間惰輪與四個(gè)相同大齒輪同時(shí)嚙合，手柄帶動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)面的齒輪，通過(guò)中間惰輪，使另外三個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，提供每個(gè)機(jī)構(gòu)面的動(dòng)力。
[0006]本發(fā)明的有益果:本發(fā)明設(shè)計(jì)的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)多功能箱型教具，有利于師生互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多功能聯(lián)動(dòng)，便于攜帶，減少造價(jià)。本發(fā)明所述的四個(gè)面可演示四種典型機(jī)構(gòu)，并在傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上，再組合，使得每個(gè)機(jī)構(gòu)不止完成一個(gè)功能的演示；四個(gè)面內(nèi)部動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)采用相同結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)動(dòng)力傳動(dòng)，這使得演示時(shí)，可單個(gè)面演示，動(dòng)力都是由手柄手搖提供，簡(jiǎn)便易操作；并采用組合合頁(yè)連接兩個(gè)面，在可實(shí)現(xiàn)橫向90°的翻折同時(shí)，又可實(shí)現(xiàn)縱向180°翻折，省去拆卸再組裝機(jī)構(gòu)所在平面的過(guò)程。因此，節(jié)約資源與空間，組合聯(lián)動(dòng)新穎，便于演示?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本發(fā)明所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具的箱體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2為本發(fā)明所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具的箱體內(nèi)部示意圖；
[0009]圖3為本發(fā)明所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具的動(dòng)力切換裝置的示意圖；
[0010]圖4圖3的局部放大圖；
[0011]圖5為本發(fā)明所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具中組合合頁(yè)的示意圖；
[0012]圖6為本發(fā)明所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具中四個(gè)機(jī)構(gòu)面的內(nèi)部示意圖；
[0013]圖7為本發(fā)明所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具的展開(kāi)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖8為本發(fā)明所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具中連桿機(jī)構(gòu)面的組成示意圖；
[0015]圖9為本發(fā)明所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具中凸輪機(jī)構(gòu)面的組成示意圖；
[0016]圖10為本發(fā)明所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具中輪系機(jī)構(gòu)面的組成示意圖；
[0017]圖11為本發(fā)明所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具中槽輪機(jī)構(gòu)面的組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]【具體實(shí)施方式】一、結(jié)合圖1至圖11說(shuō)明本實(shí)施方式，可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具，
[0019]由連桿機(jī)構(gòu)面1、凸輪機(jī)構(gòu)面2、輪系機(jī)構(gòu)面3及槽輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)面4組成箱體的四個(gè)面。每個(gè)機(jī)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，有相同的動(dòng)力切換裝置10，由第一支架12固定。頂蓋5中心插放手柄8。開(kāi)關(guān)6功能由雙滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，頂蓋5四邊邊線中心分別有四個(gè)半圓槽7，用以露出雙滑塊機(jī)構(gòu)的操縱桿，按下露出頂蓋5的操縱桿部分，動(dòng)力切換裝置10上的錐齒輪與動(dòng)力傳動(dòng)軸9上的錐齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力切換；
[0020]將四個(gè)平面展開(kāi)可實(shí)現(xiàn)整體的聯(lián)動(dòng)。連桿機(jī)構(gòu)面I與凸輪機(jī)構(gòu)面2、輪系機(jī)構(gòu)面3與槽輪機(jī)構(gòu)面4用合頁(yè)連接，凸輪機(jī)構(gòu)面2與輪系機(jī)構(gòu)面3通過(guò)組合合頁(yè)連接。分開(kāi)連桿機(jī)構(gòu)面I與槽輪機(jī)構(gòu)面4，將箱體四表面展開(kāi)成一字型，通過(guò)組合合頁(yè)14，將凸輪機(jī)構(gòu)面2與連桿機(jī)構(gòu)面I繞第二圓銷(xiāo)14-3翻折到輪系機(jī)構(gòu)面3與槽輪機(jī)構(gòu)面4上形成田字型，使右上為連桿機(jī)構(gòu)面I，左上為凸輪機(jī)構(gòu)面2，左下為輪系機(jī)構(gòu)面3，右下為槽輪機(jī)構(gòu)面4。
[0021]將頂蓋5通過(guò)滑槽與滑塊滑動(dòng)形成支架，支撐手柄。四個(gè)相同大齒輪嵌于每個(gè)機(jī)構(gòu)面內(nèi)夾層，中間惰輪13與四個(gè)齒輪同時(shí)嚙合，手柄8帶動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)面3的齒輪，通過(guò)中間惰輪13，使另外三個(gè)齒輪都轉(zhuǎn)動(dòng)，以提供每個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力。
[0022]所述動(dòng)力切換裝置10還包括第二支架10-1前軸10-2和后軸10_3，所述后軸10_3套在前軸10-2上沿軸向滑動(dòng)，前軸10-2上固定第一圓銷(xiāo)10-4，后軸10-3上開(kāi)有槽10_5，后軸10-3通過(guò)槽10-5卡住第一圓銷(xiāo)10-4帶動(dòng)前軸10-2轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞，同時(shí)實(shí)現(xiàn)前后軸的軸向伸縮運(yùn)動(dòng)；軸套10-6卡在后軸10-3的凸臺(tái)10-7上；按下開(kāi)關(guān)6，由第二支架10-1推動(dòng)軸套10-6，實(shí)現(xiàn)后軸10-3上錐齒輪與中間動(dòng)力軸上錐齒輪的嚙合。
[0023]結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，所述的手柄8和動(dòng)力傳動(dòng)軸9上的錐齒輪9-1以及四個(gè)動(dòng)力切換裝置10上的錐齒輪組成空間定軸輪系，四個(gè)錐齒輪可分別與動(dòng)力傳動(dòng)軸9上的錐齒輪9-1嚙合，進(jìn)行動(dòng)力傳遞。所述的動(dòng)力傳動(dòng)軸9還包括下軸套9-2，手柄8與下軸套
9-2同軸，下軸套9-2固定在底板11上。
[0024]結(jié)合圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，所述的組合合頁(yè)14包括第一葉片14-1、第二葉片14_2和第三葉片14-4，第一葉片14-1與第三葉片14-4可繞第二圓銷(xiāo)14_3轉(zhuǎn)動(dòng)180°，第二葉片14-2與第一葉片14-1形成90°角轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0025]結(jié)合圖7至圖11說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的箱體前后左右四個(gè)面各展示了一種機(jī)構(gòu)。
[0026]連桿機(jī)構(gòu)面I由連桿驅(qū)動(dòng)滑塊1-1、主動(dòng)桿1-2、兩個(gè)連桿1-4和從動(dòng)桿1_3組成，所述連桿通過(guò)變換桿長(zhǎng)及連接點(diǎn)，可演示六桿機(jī)構(gòu)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)及雙搖桿機(jī)構(gòu)。
[0027]凸輪機(jī)構(gòu)面2由第一凸輪2-3、第二凸輪2-4和推桿2_2組成，推桿2_2套于滑套2-1內(nèi)，滑套2-1可在滑槽2-5內(nèi)橫向滑動(dòng)，通過(guò)移動(dòng)滑套2-1，可演示對(duì)心及偏置凸輪機(jī)構(gòu)，還可通過(guò)調(diào)整兩凸輪之間相對(duì)位置，改變凸輪輪廓線。
[0028]輪系機(jī)構(gòu)面3由第一太陽(yáng)輪3-4、第二太陽(yáng)輪3-2、行星輪3_5及固定裝置組成，其中擋塊3-1與第二太陽(yáng)輪3-2間隙配合，行星架3-3連接第一太陽(yáng)輪3-4與行星輪3_5，當(dāng)?shù)诙?yáng)輪3-2固定時(shí)，可演示差動(dòng)輪系，當(dāng)?shù)谝惶?yáng)輪3-4固定時(shí)，可演示行星輪系。
[0029]槽輪機(jī)構(gòu)面4由撥盤(pán)4-1和四槽槽輪4-2或八槽槽輪組成，撥盤(pán)4_1上帶有滑槽4-3，由第一螺母4-4固定于軸4-5上，第三圓銷(xiāo)4-6固定在撥盤(pán)4_1 一端，四槽槽輪4_2由第二螺母4-7套在軸4-8上，通過(guò)替換四槽槽輪4-2或八槽槽輪及變換撥盤(pán)4-1的長(zhǎng)度，可演示四槽槽輪機(jī)構(gòu)或八槽槽輪機(jī)構(gòu)。
[0030]本實(shí)施方式所述的雙滑塊機(jī)構(gòu)做開(kāi)關(guān)6，開(kāi)關(guān)6穿過(guò)滑套6-1，桿6-2與操縱桿6_3相連接，第二支架10-1連接桿10-8與軸套10-6，按下操縱桿6，操縱桿6與桿6_2沿操縱桿6-3軸向向下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)支架10-1推動(dòng)軸套10-6，并使軸套10-6通過(guò)凸臺(tái)10_7帶動(dòng)后軸10-3沿前、后軸軸向向后運(yùn)動(dòng)。
[0031]采用本實(shí)施方式所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具進(jìn)行實(shí)驗(yàn):連桿機(jī)構(gòu)面的連桿驅(qū)動(dòng)滑塊1-1提供健身球水平運(yùn)動(dòng)動(dòng)力，健身球進(jìn)入凸輪機(jī)構(gòu)面2，豎直推桿2-2往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起軌道2-6上下移動(dòng)，健身球由于自身重力進(jìn)入齒輪系機(jī)構(gòu)，行星輪上的推桿帶動(dòng)健身球進(jìn)入槽輪機(jī)構(gòu)，利用間歇運(yùn)動(dòng)并通過(guò)篩選孔實(shí)現(xiàn)健身球分類(lèi)功能。
【權(quán)利要求】
1.可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具，包括由連桿機(jī)構(gòu)面(I)、凸輪機(jī)構(gòu)面(2)、輪系機(jī)構(gòu)面(3)及槽輪機(jī)構(gòu)面(4)組成箱體的四個(gè)面、四個(gè)動(dòng)力切換裝置(10)、手柄(8)、頂蓋(5)、底板(11)、動(dòng)力傳動(dòng)軸(9)和中間惰輪(13);其特征是， 所述四個(gè)動(dòng)力切換裝置(10)分別通過(guò)第一支架(12)安裝在箱體內(nèi)四個(gè)面的對(duì)應(yīng)位置，所述手柄(8)穿過(guò)頂蓋(5)的中心孔與動(dòng)力傳動(dòng)軸(9)的一端連接，所述動(dòng)力傳動(dòng)軸(9)的另一端通過(guò)底板(11)中心固定，所述頂蓋(5)的四邊邊線中心分別設(shè)置四個(gè)半圓槽(7)，用于放置動(dòng)力切換裝置(10)的開(kāi)關(guān)(6)； 按下開(kāi)關(guān)(6)后，動(dòng)力切換裝置(10)上的錐齒輪與動(dòng)力傳動(dòng)軸(9)上的錐齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力切換； 分開(kāi)連桿機(jī)構(gòu)面(I)與槽輪機(jī)構(gòu)面(4)，將箱體的四個(gè)表面展開(kāi)成一字型，通過(guò)凸輪機(jī)構(gòu)面⑵與輪系機(jī)構(gòu)面⑶之間的組合合頁(yè)(14)，將凸輪機(jī)構(gòu)面(2)與連桿機(jī)構(gòu)面⑴繞組合合頁(yè)(14)上的第二圓銷(xiāo)(14-3)翻折到輪系機(jī)構(gòu)面(3)與槽輪機(jī)構(gòu)面(4)上形成田字型，滑動(dòng)頂蓋(5)并折成支架用以支撐手柄(8);四個(gè)相同大齒輪嵌于每個(gè)機(jī)構(gòu)面內(nèi)夾層，中間惰輪(13)與四個(gè)相同大齒輪同時(shí)嚙合，手柄(8)帶動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)面(3)的齒輪，通過(guò)中間惰輪(13)，使另外三個(gè)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，提供每個(gè)機(jī)構(gòu)面的動(dòng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具，其特征在于，所述動(dòng)力切換裝置(10)還包括第二支架(10-1)、前軸(10-2)和后軸(10-3)，所述后軸(10-3)套在前軸(10-2)上，可沿軸向滑動(dòng)，前軸(10-2)上固定第一圓銷(xiāo)(10-4)，后軸(10-3)上開(kāi)有槽(10-5)，后軸(10-3)通過(guò)槽(10-5)卡住第一圓銷(xiāo)(10-4)帶動(dòng)前軸(10_2)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞，同時(shí)實(shí)現(xiàn)前后軸的軸向伸縮運(yùn)動(dòng)；軸套(10-6)卡在后軸(10-3)的凸臺(tái)(10-7)上；按下開(kāi)關(guān)(6)，由第二支架(10-1)推動(dòng)軸套(10-6)，實(shí)現(xiàn)后軸(10-3)上的錐齒輪與動(dòng)力傳動(dòng)軸(9)上的錐齒輪(9-1)嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)(6)為雙滑塊機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具，其特征在于，所述的組合合頁(yè)(14)包括第一葉片(14-1)、第二葉片(14-2)和第三葉片(14-4)，第一葉片(14_1)與第三葉片(14-4)可繞第二圓銷(xiāo)(14-3)轉(zhuǎn)動(dòng)180°，第二葉片(14_2)與第一葉片(14_1)形成90°角轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具，其特征在于，所述手柄(8)和動(dòng)力傳動(dòng)軸(9)上的錐齒輪(9-1)以及四個(gè)動(dòng)力切換裝置(10)上的錐齒輪組成空間定軸輪系，四個(gè)錐齒輪可分別與動(dòng)力傳動(dòng)軸(9)上的錐齒輪(9-1)嚙合，進(jìn)行動(dòng)力傳遞。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可展開(kāi)聯(lián)動(dòng)式多功能箱型教具，其特征在于，所述動(dòng)力傳動(dòng)軸(9)還包括下軸套(9-2)，手柄(8)與下軸套(9-2)同軸，下軸套(9-2)固定在底板(11)上。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK104008700SQ201410234433
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】王淑坤, 紀(jì)思國(guó), 孟繁雨, 曲學(xué)斌, 張明強(qiáng), 汪瑞, 李婉 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春理工大學(xué)