一種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演示裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演示裝置，屬于教學(xué)用輔助設(shè)備領(lǐng)域。所述裝置包括：背板、底板、電動(dòng)機(jī)、可伸縮的第一二連架桿和連桿、機(jī)架、角度位移傳感器和采集器；背板垂直安裝在底板上，第一連架桿的一端固定在電動(dòng)機(jī)的輸出軸上，連桿的兩端分別與第一連架桿和第二連架桿鉸接，第二連架桿的另一端與機(jī)架鉸接，角度位移傳感器安裝在機(jī)架上，與第二連架桿的另一端連接；機(jī)架安裝在所述底板上；采集器與角度位移傳感器連接。本實(shí)用新型通過桿長可伸縮的第一二連架桿和連桿，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，各種形式的機(jī)構(gòu)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過角度位移傳感器實(shí)測滑塊的極限位置，確定滑塊的來回行程速度變化系數(shù)值，量化反應(yīng)曲柄搖桿或曲柄滑塊運(yùn)動(dòng)急回特性。
【專利說明】一種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演示裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及教學(xué)用輔助設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演示裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在進(jìn)行《機(jī)械原理》、《機(jī)構(gòu)分析與綜合》、《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》等課程的學(xué)習(xí)中，均會(huì)有鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)連架桿、連桿和機(jī)架，兩個(gè)連架桿的一端分別與機(jī)架連接，兩個(gè)連架桿的另一端通過連桿連接。其中，曲柄存在的條件以桿長為參數(shù)表述為:最短桿與最長桿的長度之和小于等于其他兩桿的長度之和。具體對(duì)應(yīng)存在三種情況:①若連架桿為最短桿，則鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，且最短桿為曲柄若機(jī)架為最短桿，則鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為雙曲柄機(jī)構(gòu)；③若連桿為最短桿，則鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)為雙搖桿機(jī)構(gòu)。另外，如果最短桿與最長桿的長度之和大于其它兩桿的長度之和，不論取哪一桿為機(jī)架，鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)只能為雙搖桿機(jī)構(gòu)；如果其中一個(gè)連架桿的長度為無窮大，則鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演變成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。在實(shí)際教學(xué)中，為了方便學(xué)生更加直觀的理解鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的各種運(yùn)動(dòng)形式及其桿長的關(guān)系，老師們會(huì)帶上各種形式的機(jī)構(gòu)進(jìn)行教學(xué)演示。
[0003]因?yàn)楝F(xiàn)有的用于演示的鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的雙搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)與曲柄搖桿機(jī)構(gòu)是四個(gè)單獨(dú)的裝置，教學(xué)用具的數(shù)量多，攜帶不方便，且單獨(dú)的裝置無法演示各種形式的機(jī)構(gòu)的演變過程，也無法量化反應(yīng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)急回特性，教學(xué)效果比較差，教學(xué)效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的教學(xué)用具的數(shù)量多，攜帶不方便，且單獨(dú)的裝置無法演示各種形式的機(jī)構(gòu)的演變過程，也無法量化反應(yīng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)急回特性的問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演示裝置。所述技術(shù)方案如下:
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演示裝置，所述裝置包括:
[0006]背板、底板、電動(dòng)機(jī)、可伸縮的第一連架桿、可伸縮的連桿、可伸縮的第二連架桿、機(jī)架、角度位移傳感器和采集器；
[0007]所述背板垂直安裝在底板上，所述第一連架桿的一端固定在所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸上，所述連桿的兩端分別與所述第一連架桿的另一端和所述第二連架桿的一端鉸接，所述第二連架桿的另一端與所述機(jī)架鉸接，所述角度位移傳感器安裝在所述機(jī)架上，且所述角度位移傳感器與所述第二連架桿的另一端連接，所述機(jī)架安裝在所述底板上，所述采集器與所述角度位移傳感器連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述第一連架桿包括:
[0009]第一大銷座、第一大方管、第一小方管、第一小銷座、螺栓、頂塊和夾于所述螺栓與所述頂塊之間的第一彈簧，所述第一大方管與所述第一大銷座連接，所述第一小方管與所述第一小銷座連接，所述第一大銷座和所述第一小銷座上分別設(shè)有第一鉸接孔和第二鉸接孔，所述第一大方管套在所述第一小方管外，所述第一大方管上設(shè)有兩處供所述螺栓穿入和所述頂塊穿出的孔，所述頂塊和所述螺栓穿過所述孔固定所述第一大方管和所述第一小方管。
[0010]進(jìn)一步地,所述連桿包括:
[0011]第二大方管、第二大銷座、第二小方管、第二小銷座、第一直線位移傳感器、擋塊和固定塊，所述第二大方管與所述第二大銷座連接，所述第二小方管與所述第二小銷座連接，所述第二大銷座和所述第二小銷座上分別設(shè)有第三鉸接孔和第四鉸接孔，所述第二大方管套在所述第二小方管外，所述第二大方管和所述第二小方管可通過第一螺栓固定，所述第一直線位移傳感器的外殼的兩端分別通過所述擋塊和所述固定塊固定在所述第二小方管內(nèi)，所述第一直線傳感器的拉桿的頂端固定在所述第二大銷座上。
[0012]可選地，所述第一小方管的一端設(shè)有塑料導(dǎo)套，所述第二大方管與所述第二小方管之間設(shè)有所述塑料導(dǎo)套。
[0013]可選地，所述裝置還包括:銷軸，在拆卸下所述第二連架桿后，所述連桿的另一端通過銷軸與所述機(jī)架和所述角度位移傳感器連接。
[0014]進(jìn)一步地，所述機(jī)架包括:
[0015]支撐架、滑塊、導(dǎo)軌、第二直線位移傳感器和連接件，所述支撐架一端固定在所述底板上，所述支撐架的另一端與所述導(dǎo)軌連接，所述滑塊滑動(dòng)安裝在所述導(dǎo)軌上，所述連接件固定在所述滑塊上，所述滑塊通過所述連接件與所述連桿和所述角度位移傳感器連接，當(dāng)所述第二直線位移傳感器與所述導(dǎo)軌平行設(shè)置時(shí)，所述第二直線位移傳感器的拉桿的頂端與所述滑塊連接。
[0016]進(jìn)一步地，所述支撐架包括升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)包括小立板、滑座、導(dǎo)桿、支撐桿和鎖緊機(jī)構(gòu)，所述小立板固定在所述底板上，所述支撐桿的一端固定在所述導(dǎo)軌上，所述支撐桿的另一端通過所述滑座活動(dòng)連接在所述小立板上，所述導(dǎo)桿與所述支撐桿平行設(shè)置，所述導(dǎo)桿的一端與所述導(dǎo)軌連接，所述導(dǎo)桿上設(shè)有多個(gè)凹槽，所述鎖緊機(jī)構(gòu)與所述凹槽配合將所述導(dǎo)桿的另一端固定在所述小立板上。
[0017]更近一步地，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括:撥片、第二螺栓、第二彈簧和升降鎖緊塊，所述升降鎖緊塊通過第三螺栓將所述導(dǎo)桿的另一端固定，所述撥片和所述第二螺栓穿過所述升降鎖緊塊和所述小立板，所述第二彈簧的一端連接在所述螺栓上，所述第二彈簧的另一端連接在所述撥片上，且所述撥片卡在所述導(dǎo)桿的凹槽內(nèi)。
[0018]可選地，所述支撐架還包括固定塊，所述固定塊固定在所述底板上，所述固定塊上設(shè)有與所述第二直線位移傳感器的拉桿的頂端對(duì)應(yīng)的卡槽，當(dāng)所述第二直線位移傳感器與所述導(dǎo)軌垂直設(shè)置時(shí)，所述第二直線位移傳感器的拉桿的頂端卡在所述卡槽內(nèi)。
[0019]可選地，所述裝置還包括:顯示屏，所述顯示屏安裝在所述背板上，所述顯示器與所述采集器無線連接。
[0020]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0021]通過采用桿長可伸縮的第一連架桿、連桿和第二連架桿，手動(dòng)調(diào)節(jié)各桿的長度，分別實(shí)現(xiàn)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)，拆卸下第二連架桿，使連桿與機(jī)架直接鉸接，實(shí)現(xiàn)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，再通過升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)架升降，使導(dǎo)軌和滑塊上下偏移，實(shí)現(xiàn)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，一套教學(xué)用具可以演示五種類型的機(jī)構(gòu)，攜帶方便，且在各種形式的機(jī)構(gòu)的演變過程中，可以直觀的了解演變過程，提高了教學(xué)效率。同時(shí)，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，各種形式的機(jī)構(gòu)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過角度位移傳感器實(shí)測滑塊的極限位置，在通過采集器傳送給遠(yuǎn)程的處理器處理后，確定滑塊的來回行程速度變化系數(shù)值，并在顯示屏上直接顯示，量化反應(yīng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)或曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)急回特性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演示裝置的主視圖；
[0024]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演示裝置的左視圖；
[0025]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演示裝置的俯視圖；
[0026]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一連架桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的連桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)架的主視圖；
[0029]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)架的左視圖；
[0030]圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的鎖緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0032]實(shí)施例
[0033]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演示裝置，參見圖1、圖2和圖3，該裝置包括:背板1、底板2、電動(dòng)機(jī)3、可伸縮的第一連架桿4、可伸縮的連桿5、可伸縮的第二連架桿6、機(jī)架7、角度位移傳感器8和采集器9 ;背板I垂直安裝在底板2上，第一連架桿4的一端固定在電動(dòng)機(jī)3的輸出軸上,連桿5的兩端分別與第一連架桿4的另一端和第二連架桿6的一端連接，第二連架桿6的另一端與機(jī)架7鉸接，角度位移傳感器8安裝在機(jī)架7上，且角度位移傳感器8與第二連架桿6的另一端連接，機(jī)架7安裝在底板2上，采集器9與角度位移傳感器8連接。
[0034]通過改變第一連架桿4、連桿5和第二連架桿6的長度可以分別實(shí)現(xiàn)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)。
[0035]實(shí)現(xiàn)時(shí)，背板I通過角鋼11安裝在底板2上。進(jìn)一步地，背板I通過第一螺栓13與角鋼11固定，角鋼11通過第二螺栓14與底板2固定，以保證背板與地板的垂直安裝。具體地，電動(dòng)機(jī)3的輸出軸可以通過嵌于背板I的聯(lián)軸器31與第一連架桿4的一端固定,聯(lián)軸器31可以為彈性聯(lián)軸器。第二連接桿6通過轉(zhuǎn)軸93鉸接在機(jī)架7上。角度位移傳感器8和第二連接桿6分別連接在轉(zhuǎn)軸93的兩端。
[0036]在本實(shí)施例中，結(jié)合圖4，第一連架桿4可以包括:第一大銷座41、第一大方管42、第一小方管43、第一小銷座44、螺栓45、頂塊47和夾于螺栓45與頂塊47之間的第一彈簧48，第一大方管42與第一大銷座41連接，第一小方管43與第一小銷座44連接，第一大銷座41和第一小銷座44上分別設(shè)有第一鉸接孔41a和第二鉸接孔44a，第一大方管42套在第一小方管43外，可相對(duì)滑動(dòng)，第一大方管42上設(shè)有兩處供螺栓45穿入和頂塊47穿出的孔4a，頂塊47和螺栓45穿過孔4a固定第一大方管42和第一小方管43。
[0037]具體地，第一大方管42與第一大銷座41可以通過螺栓連接。頂塊47和螺栓45可以通過定位塊46安裝在第一小方管43的一端。容易理解地,在第一小方管43的一端也設(shè)有與第一大方管42對(duì)應(yīng)的一處供頂塊47和螺栓45穿過孔。
[0038]當(dāng)需要改變第一連架桿4的桿長時(shí)，按壓頂塊47，壓縮第一彈簧48，使頂塊47縮入第一小方管43內(nèi)，并抒下螺栓45,拔出螺栓45、頂塊47和第一彈簧48,拉伸或者收縮第一大方管42和第一小方管43，使第一大方管42上的另一處的孔4a和第一小方管43上孔的對(duì)齊，然后將頂塊47和螺栓45穿過該另一處孔，同時(shí)擰緊螺栓45，實(shí)現(xiàn)第一連架桿的桿長的變化。
[0039]實(shí)現(xiàn)時(shí)，在第一連架桿4中可以內(nèi)置傳感器或者在第一大方管41上的孔的對(duì)應(yīng)位置處設(shè)置接近開關(guān)，以確定第一大方管42和第一小方管43當(dāng)前連接的孔的位置信息，然后通過采集器9以無線方式將前述位置信息傳送給遠(yuǎn)程的處理器，由處理器根據(jù)當(dāng)前連接的孔的位置信息確定第一連架桿的實(shí)際桿長。
[0040]在本實(shí)施例中，結(jié)合圖5，連桿5可以包括:第二大方管51、第二大銷座52、第二小方管53、第二小銷座54、第一直線位移傳感器55、擋塊56和固定塊57,第二大方管51與第二大銷座52連接，第二小方管53與第二小銷座54連接，第二大銷座52和第二小銷座54上分別設(shè)有第三鉸接孔52a和第四鉸接孔54a，第二大方管51套在第二小方管53外，第二大方管51和第二小方管53可通過第一螺栓58固定，第一直線位移傳感器55的外殼551的兩端分別端通過擋塊56和固定塊57固定在第二小方管53內(nèi)，第一直線傳感器55的拉桿552的頂端固定在第二大銷座52上。
[0041]實(shí)現(xiàn)時(shí)，第二大方管51上可以設(shè)置滑槽，以方便第二小方管53與第二大方管51之間的相對(duì)滑動(dòng)。具體地，固定塊57可以采用塑料材料制成。第二大方管51與第二大銷座52，以及第二小方管53與第二小銷座54通過螺栓連接。第一直線傳感器55的拉桿552的頂端通過第一固定塊553固定在第二大銷座52上。
[0042]當(dāng)需要改變連桿的桿長時(shí)，擰下第一螺栓58，拉伸或者壓縮第二小方管53后，再擰上第一螺栓58即可。
[0043]實(shí)現(xiàn)時(shí)，在連桿內(nèi)可以內(nèi)置采集器9，將第一直線傳感器55采集的拉桿的伸出長度信息，通過無線方式傳送給遠(yuǎn)程的處理器，再由處理器確定連桿的實(shí)際桿長。
[0044]參見圖4和圖5，第一小方管43的一端，以及第二大方管51與第二小方管53之間還設(shè)有塑料導(dǎo)套59，以保證第一大方管42與第一小方管43之間，以及第二大方管51與第二小方管53之間準(zhǔn)確的對(duì)合。
[0045]在本實(shí)施例中，第二連架桿6與連桿5可拆卸連接，例如，通過銷軸和螺母連接；第二連架桿6與機(jī)架7也是可拆卸連接。該裝置還包括銷軸50，在拆卸下第二連架桿6后，連桿5的另一端可以通過銷軸50與機(jī)架7和角度位移傳感器8連接。
[0046]在本實(shí)施例中，結(jié)合圖6和圖7，機(jī)架7可以包括:支撐架70、滑塊72、導(dǎo)軌73、第二直線位移傳感器74和和連接件75，支撐架70的一端固定在底板2上，支撐架70的另一端與導(dǎo)軌73連接，滑塊72滑動(dòng)安裝在導(dǎo)軌73上，連接件75固定在滑塊72上，滑塊72通過連接件75與連桿5和角度位移傳感器連接8，當(dāng)?shù)诙本€位移傳感器74與導(dǎo)軌73平行設(shè)置時(shí)，第二直線位移傳感器74的拉桿741的頂端與滑塊72連接。
[0047]具體地，連接件75可以包括相對(duì)平行設(shè)置的上連板751和滑塊前支板752，上連板751固定在滑塊72上，滑塊前支板752設(shè)在滑塊72的一端，角度位移傳感器8安裝在滑塊前支板752?；瑝K72通過上連板751與連桿5連接，容易理解地，在卸下第二連架桿6之前，滑塊72通過上連板751與第二連架桿6連接。
[0048]在本實(shí)施例中，進(jìn)一步地，支撐架70包括可以升降機(jī)構(gòu)71，升降機(jī)構(gòu)71可以包括:小立板711、滑座712、導(dǎo)桿714、支撐桿715和鎖緊機(jī)構(gòu)716，小立板711固定在底板2上，支撐桿715的一端固定在導(dǎo)軌73上，支撐桿715的另一端通過滑座712活動(dòng)連接在小立板711上，導(dǎo)桿714與支撐桿715平行設(shè)置，導(dǎo)桿714的一端與73導(dǎo)軌連接，導(dǎo)桿714上設(shè)有多個(gè)凹槽714a，鎖緊機(jī)構(gòu)716與凹槽714a配合將導(dǎo)桿714的另一端固定在小立板711上。
[0049]實(shí)現(xiàn)時(shí)，支撐桿715為兩根，分別在導(dǎo)桿714的兩側(cè)，且靠近導(dǎo)軌73的兩端，起支撐作用?；?12為四個(gè)，每根支撐桿715上安裝兩個(gè)，以保證將支撐桿715較牢固的固定在小立板上。實(shí)現(xiàn)時(shí)，滑座712通過螺栓與小立板711連接。
[0050]機(jī)架7通過升降機(jī)構(gòu)71安裝在底板2上。由于沒有安裝第二連架桿6，在實(shí)際應(yīng)用，就認(rèn)為第二連架桿6的桿長為無窮大，此時(shí)，只需要保證第一連架桿4與機(jī)架7的高度相同，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。在這種情況下，還可以通過升降機(jī)構(gòu)71升高或者降低機(jī)架7的高度，以實(shí)現(xiàn)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。
[0051]更進(jìn)一步地，參見圖8，鎖緊機(jī)構(gòu)716可以包括:撥片7161、第二螺栓7162、第二彈簧7163和升降鎖緊塊7164，升降鎖緊塊7164通過第三螺栓7165 (見圖7)將導(dǎo)桿714的另一端固定，撥片7161和第二螺栓7162穿過升降鎖緊塊7164和小立板711，第二彈簧7163的一端連接在第二螺栓7162上，第二彈簧7163的另一端連接在撥片7161上，且撥片7161可卡在導(dǎo)桿714的凹槽714a內(nèi)。
[0052]當(dāng)需要升降機(jī)架時(shí)，松開固定滑座的螺栓，將撥片從導(dǎo)桿的凹槽內(nèi)拔出，擰松第三螺栓，然后控制導(dǎo)軌上升或下降到適當(dāng)?shù)奈恢?需要保證導(dǎo)軌上的凹槽剛好在鎖緊機(jī)構(gòu)的位置上)后，擰緊固定滑座的螺栓和第三螺栓，并將撥片卡在導(dǎo)桿的凹槽內(nèi)即可。
[0053]在本實(shí)施例中，支撐架70還可以包括固定塊79，固定塊79固定在底板2上，固定塊79上設(shè)有與第二直線位移傳感器74的拉桿的頂端對(duì)應(yīng)的卡槽79a，當(dāng)?shù)诙本€位移傳感器74與導(dǎo)軌73垂直設(shè)置時(shí)，第二直線位移傳感器74的拉桿741的頂端卡在卡槽79a內(nèi)。
[0054]在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)?shù)诙本€位移傳感器74與導(dǎo)軌73平行設(shè)置時(shí)，第二直線位移傳感器74可以測量導(dǎo)軌的長度；當(dāng)?shù)诙本€位移傳感器74與導(dǎo)軌73垂直設(shè)置時(shí)，第二直線位移傳感器74可以測量導(dǎo)軌的高度。
[0055]可選地，該裝置還包括:顯示屏10，顯示屏10安裝在背板I上，顯示器10與采集器9無線連接。采集器可以將獲取的各桿的桿長以及角度位移傳感器的瞬時(shí)速度通過無線傳送給遠(yuǎn)程的處理器，并將處理器分析計(jì)算后將結(jié)果傳送給顯示器，以在顯示器上顯示給用戶。
[0056]下面簡要介紹本裝置的工作過程:
[0057]通過移動(dòng)滑塊在導(dǎo)軌上的位置改變機(jī)架的長度，使第一大方管與第一小方管之間，以及第二大方管和第二小方管之間相對(duì)滑動(dòng)以改變第一連架桿、連桿和第二連架桿的桿長，分別實(shí)現(xiàn)雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。
[0058]在各桿的桿長曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的情況下，保持連桿的桿長不變，卸下第二連架桿，使連桿與機(jī)架鉸接，同時(shí)保持第一連架桿和機(jī)架的長度和高度不變，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，同時(shí)演示了從曲柄搖桿機(jī)構(gòu)到曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的演變過程。然后，保持第一連架桿的桿長不變，通過升降機(jī)構(gòu)改變機(jī)架的高度，使導(dǎo)軌和滑塊上下偏移，實(shí)現(xiàn)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。
[0059]在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)或曲柄搖桿下，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)第一連架桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以通過角度位移傳感器采集滑塊行程來回運(yùn)動(dòng)的速度，并通過采集器將滑塊的實(shí)時(shí)速度傳送給遠(yuǎn)程的處理器，處理器計(jì)算行程速度變化系數(shù)值后，在通過采集器輸出到顯示屏上，以驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)急回特性。
[0060]本實(shí)用新型實(shí)施例采用桿長可伸縮的第一連架桿、連桿和第二連架桿，手動(dòng)調(diào)節(jié)各桿的長度，分別實(shí)現(xiàn)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)和雙搖桿機(jī)構(gòu)，拆卸下第二連架桿，使連桿與機(jī)架直接鉸接，實(shí)現(xiàn)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，再通過升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)架升降，使導(dǎo)軌和滑塊上下偏移，實(shí)現(xiàn)偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，一套教學(xué)用具可以演示五種類型的機(jī)構(gòu)，攜帶方便，且在各種形式的機(jī)構(gòu)的演變過程中，可以直觀的了解演變過程，提高了教學(xué)效率。同時(shí)，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，各種形式的機(jī)構(gòu)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過角度位移傳感器實(shí)測滑塊的極限位置，在通過采集器傳送給遠(yuǎn)程的處理器處理后，確定滑塊的來回行程速度變化系數(shù)值，并在顯示屏上直接顯示，量化反應(yīng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)或曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)急回特性。另外，通過第一直線位移傳感器、第二直線位移傳感器以及第一連架桿上不同位置的孔，可以實(shí)時(shí)測量連桿、第二連架桿、機(jī)架以及第一連架桿的實(shí)際桿長，無需手動(dòng)測量各桿的桿長，使用方便。
[0061]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)演示裝置，其特征在于，所述裝置包括: 背板、底板、電動(dòng)機(jī)、可伸縮的第一連架桿、可伸縮的連桿、可伸縮的第二連架桿、機(jī)架、角度位移傳感器和采集器； 所述背板垂直安裝在底板上，所述第一連架桿的一端固定在所述電動(dòng)機(jī)的輸出軸上，所述連桿的兩端分別與所述第一連架桿的另一端和所述第二連架桿的一端鉸接，所述第二連架桿的另一端與所述機(jī)架鉸接，所述角度位移傳感器安裝在所述機(jī)架上，且所述角度位移傳感器與所述第二連架桿的另一端連接，所述機(jī)架安裝在所述底板上，所述采集器與所述角度位移傳感器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第一連架桿包括: 第一大銷座、第一大方管、第一小方管、第一小銷座、螺栓、頂塊和夾于所述螺栓與所述頂塊之間的第一彈簧，所述第一大方管與所述第一大銷座連接，所述第一小方管與所述第一小銷座連接，所述第一大銷座和所述第一小銷座上分別設(shè)有第一鉸接孔和第二鉸接孔，所述第一大方管套在所述第一小方管外，所述第一大方管上設(shè)有兩處供所述螺栓穿入和所述頂塊穿出的孔，所述頂塊和所述螺栓穿過所述孔固定所述第一大方管和所述第一小方管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述連桿包括: 第二大方管、第二大銷座、第二小方管、第二小銷座、第一直線位移傳感器、擋塊和固定塊，所述第二大方管與所述第二大銷座連接，所述第二小方管與所述第二小銷座連接，所述第二大銷座和所述第二小銷座上分別設(shè)有第三鉸接孔和第四鉸接孔，所述第二大方管套在所述第二小方管外，所述第二大方管和所述第二小方管可通過第一螺栓固定，所述第一直線位移傳感器的外殼的兩端分別通過所述擋塊和所述固定塊固定在所述第二小方管內(nèi)，所述第一直線傳感器的拉桿的頂端固定在所述第二大銷座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述第一小方管的一端設(shè)有塑料導(dǎo)套，所述第二大方管與所述第二小方管之間設(shè)有所述塑料導(dǎo)套。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括:銷軸，在拆卸下所述第二連架桿后，所述連桿的另一端通過銷軸與所述機(jī)架和所述角度位移傳感器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述機(jī)架包括: 支撐架、滑塊、導(dǎo)軌、第二直線位移傳感器和連接件，所述支撐架一端固定在所述底板上，所述支撐架的另一端與所述導(dǎo)軌連接，所述滑塊滑動(dòng)安裝在所述導(dǎo)軌上，所述連接件固定在所述滑塊上，所述滑塊通過所述連接件與所述連桿和所述角度位移傳感器連接，當(dāng)所述第二直線位移傳感器與所述導(dǎo)軌平行設(shè)置時(shí)，所述第二直線位移傳感器的拉桿的頂端與所述滑塊連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述支撐架包括升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)包括小立板、滑座、導(dǎo)桿、支撐桿和鎖緊機(jī)構(gòu)，所述小立板固定在所述底板上，所述支撐桿的一端固定在所述導(dǎo)軌上，所述支撐桿的另一端通過所述滑座活動(dòng)連接在所述小立板上，所述導(dǎo)桿與所述支撐桿平行設(shè)置，所述導(dǎo)桿的一端與所述導(dǎo)軌連接，所述導(dǎo)桿上設(shè)有多個(gè)凹槽，所述鎖緊機(jī)構(gòu)與所述凹槽配合將所述導(dǎo)桿的另一端固定在所述小立板上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括:撥片、第二螺栓、第二彈簧和升降鎖緊塊，所述升降鎖緊塊通過第三螺栓將所述導(dǎo)桿的另一端固定，所述撥片和所述第二螺栓穿過所述升降鎖緊塊和所述小立板，所述第二彈簧的一端連接在所述螺栓上，所述第二彈簧的另一端連接在所述撥片上，且所述撥片卡在所述導(dǎo)桿的凹槽內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述支撐架還包括固定塊，所述固定塊固定在所述底板上，所述固定塊上設(shè)有與所述第二直線位移傳感器的拉桿的頂端對(duì)應(yīng)的卡槽，當(dāng)所述第二直線位移傳感器與所述導(dǎo)軌垂直設(shè)置時(shí)，所述第二直線位移傳感器的拉桿的頂端卡在所述卡槽內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 顯示屏，所述顯示屏安裝在所述背板上，所述顯示器與所述采集器無線連接。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK203966436SQ201420213549
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】劉戀, 余五新, 趙培宇, 謝沖, 雷成峰, 柴宗興, 李晗 申請(qǐng)人:江漢大學(xué)