本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，具體是一種平面連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)演示裝置。

背景技術(shù)：

連桿機(jī)構(gòu)是機(jī)械的組成部分中的一類，指由若干(兩個以上)有確定相對運(yùn)動的構(gòu)件用低副(轉(zhuǎn)動副或移動副)聯(lián)接組成的機(jī)構(gòu)。平面連桿機(jī)構(gòu)中最基本也是應(yīng)用最廣泛的一種型式是由四個構(gòu)件組成的平面四桿機(jī)構(gòu)。由于機(jī)構(gòu)中的多數(shù)構(gòu)件呈桿狀，所以常稱桿狀構(gòu)件為桿。低副是面接觸，耐磨損；加上轉(zhuǎn)動副和移動副的接觸表面是圓柱面和平面，制造簡便，易于獲得較高的制造精度。連桿機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械和儀表中。

機(jī)器人是自動執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。步行機(jī)器人是具有人形的仿人形機(jī)器人也稱自然行走機(jī)器人。機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)按移動方式分為輪式、腿式、履帶式等。但是，它們各自都存在著相應(yīng)的缺陷，輪式結(jié)構(gòu)機(jī)器人速度快、控制靈活，但跨越障礙的能力有限；腿式機(jī)構(gòu)機(jī)器人適應(yīng)能力強(qiáng)，控制復(fù)雜，能耗大；履帶式移動機(jī)器人重量大，能耗高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種平面連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)演示裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種平面連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)演示裝置，包括動力源機(jī)構(gòu)、小腿機(jī)構(gòu)、大腿機(jī)構(gòu)、腳掌機(jī)構(gòu)以及單片機(jī)，

所述動力源機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、機(jī)身、斜連桿、動力源滑套、動力源伸縮桿、伸縮桿隨轉(zhuǎn)套環(huán)、動力源連桿以及動力源導(dǎo)軌槽，電機(jī)固定在機(jī)身上，斜連桿一端與電機(jī)軸固定連接，斜連桿與電機(jī)軸不在一條直線上，動力源滑套套裝在斜連桿上，動力源伸縮桿一端固定在伸縮桿隨轉(zhuǎn)套環(huán)上，伸縮桿隨轉(zhuǎn)套環(huán)套裝在斜連桿末端的兩個限位塊之間，動力源伸縮桿另一端固定在動力源滑套上，動力源連桿與電機(jī)軸垂直，動力源連桿一端固定在動力源滑套上，動力源連桿另一端連接在動力源導(dǎo)軌槽上，

上述小腿機(jī)構(gòu)包括小腿導(dǎo)軌槽、小腿第一支撐桿、導(dǎo)軌套、導(dǎo)桿、第一小腿滑套、第二小腿滑套、小腿滑塊、小腿連桿、小腿杠桿以及小腿第二支撐桿，小腿第一支撐桿一端固定在機(jī)身上，小腿第一支撐桿另一端固定在導(dǎo)軌套上，導(dǎo)軌套套裝在導(dǎo)桿上，導(dǎo)桿與電機(jī)軸平行，導(dǎo)桿一端通過轉(zhuǎn)動副一連接在第一小腿滑套上，第一小腿滑套套裝在動力源連桿上，導(dǎo)桿另一端固定連接在小腿導(dǎo)軌槽上，小腿滑塊嵌裝在小腿導(dǎo)軌槽中，小腿第二支撐桿一端固定在機(jī)身上，小腿第二支撐桿另一端通過轉(zhuǎn)動副二連接在小腿杠桿中部，小腿杠桿一端通過轉(zhuǎn)動副三連接在小腿滑塊上，小腿杠桿另一端通過轉(zhuǎn)動副四連接在第二小腿滑套上，小腿滑套套裝在小腿連桿上，小腿連桿一端通過轉(zhuǎn)動副五連接在腳掌件上，小腿連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副八與大腿連桿一端連接，

所述大腿機(jī)構(gòu)包括大腿第一支撐桿、大腿滑套、大腿連桿以及大腿滑塊，大腿第一支撐桿一端固定在機(jī)身上，大腿第一支撐桿另一端通過轉(zhuǎn)動副十一連接在大腿滑套上，大腿滑套套裝在大腿連桿上，大腿連桿一端通過轉(zhuǎn)動副十二連接在大腿滑塊上，大腿滑塊安裝在動力源導(dǎo)軌槽中，大腿連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副十三連接在小腿連桿中部，

所述腳掌機(jī)構(gòu)包括圓弧導(dǎo)軌、第一腳尖連桿、第二腳尖連桿、腳掌件、腳尖伸縮桿以及凸起滑塊，圓弧導(dǎo)軌一端固定在大腿連桿上并且圓弧導(dǎo)軌的圓心處于轉(zhuǎn)動副八的位置上，第一腳尖連桿一端通過轉(zhuǎn)動副九連接在圓弧導(dǎo)軌上，第一腳尖連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副十與第二腳尖連桿一端連接，第二腳尖連桿另一端通過轉(zhuǎn)動副二十一連接在腳掌件上，腳尖伸縮桿一端通過轉(zhuǎn)動副二十二連接在小腿連桿上，腳尖伸縮桿另一端通過轉(zhuǎn)動副十與第一腳尖連桿和第二腳尖連桿同時連接，小腿連桿上固定有凸起滑塊，凸起滑塊嵌裝在圓弧導(dǎo)軌中，凸起滑塊到轉(zhuǎn)動副八的距離等于圓弧導(dǎo)軌的半徑，

單片機(jī)與電機(jī)、動力源伸縮桿和腳尖伸縮桿連接并控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速與動力源伸縮桿和腳尖伸縮桿的長度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備的有益效果：

本發(fā)明是連桿機(jī)構(gòu)的一個具體應(yīng)用，包括了曲柄連桿機(jī)構(gòu)、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、搖桿機(jī)構(gòu)等常見的形式，將這些基本機(jī)構(gòu)巧妙的連接在一起，僅僅采用一臺伺服電機(jī)作為動力源，通過連桿機(jī)構(gòu)將運(yùn)動分成兩路，分別驅(qū)動大腿和小腿的往復(fù)運(yùn)動，結(jié)構(gòu)簡單、布局合理，使得機(jī)器人腿部的活動范圍大、承載能力強(qiáng)，同時方便裝配。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述平面連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)演示裝置的有標(biāo)記的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述平面連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)演示裝置的無標(biāo)記的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明所述動力源機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。

實(shí)施例1

平面連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)演示裝置，包括動力源機(jī)構(gòu)、小腿機(jī)構(gòu)、大腿機(jī)構(gòu)、腳掌機(jī)構(gòu)以及單片機(jī)，

所述動力源機(jī)構(gòu)包括電機(jī)1、機(jī)身2、斜連桿3、動力源滑套4、動力源伸縮桿5、伸縮桿隨轉(zhuǎn)套環(huán)51、動力源連桿6以及動力源導(dǎo)軌槽7，電機(jī)1固定在機(jī)身2上，斜連桿3一端與電機(jī)軸8固定連接，斜連桿3與電機(jī)軸8不在一條直線上，動力源滑套4套裝在斜連桿3上，動力源伸縮桿5一端固定在伸縮桿隨轉(zhuǎn)套環(huán)51上，伸縮桿隨轉(zhuǎn)套環(huán)51套裝在斜連桿3末端的兩個限位塊52之間，動力源伸縮桿5另一端固定在動力源滑套4上，動力源連桿6與電機(jī)軸8垂直，動力源連桿6一端固定在動力源滑套4上，動力源連桿6另一端連接在動力源導(dǎo)軌槽7上，

上述小腿機(jī)構(gòu)包括小腿導(dǎo)軌槽10、小腿第一支撐桿11、導(dǎo)軌套12、導(dǎo)桿13、第一小腿滑套14、第二小腿滑套15、小腿滑塊16、小腿連桿17、小腿杠桿18以及小腿第二支撐桿19，小腿第一支撐桿11一端固定在機(jī)身2上，小腿第一支撐桿11另一端固定在導(dǎo)軌套12上，導(dǎo)軌套12套裝在導(dǎo)桿13上，導(dǎo)桿13與電機(jī)軸8平行，導(dǎo)桿13一端通過轉(zhuǎn)動副一101連接在第一小腿滑套14上，第一小腿滑套14套裝在動力源連桿6上，導(dǎo)桿13另一端固定連接在小腿導(dǎo)軌槽10上，小腿滑塊16嵌裝在小腿導(dǎo)軌槽10中，小腿第二支撐桿19一端固定在機(jī)身2上，小腿第二支撐桿19另一端通過轉(zhuǎn)動副二102連接在小腿杠桿18中部，小腿杠桿18一端通過轉(zhuǎn)動副三103連接在小腿滑塊16上，小腿杠桿18另一端通過轉(zhuǎn)動副四104連接在第二小腿滑套15上，小腿滑套套裝在小腿連桿17上，小腿連桿17一端通過轉(zhuǎn)動副五105連接在腳掌件33上，小腿連桿17另一端通過轉(zhuǎn)動副八108與大腿連桿22一端連接，

所述大腿機(jī)構(gòu)包括大腿第一支撐桿20、大腿滑套21、大腿連桿22以及大腿滑塊23，大腿第一支撐桿20一端固定在機(jī)身2上，大腿第一支撐桿20另一端通過轉(zhuǎn)動副十一111連接在大腿滑套21上，大腿滑套21套裝在大腿連桿22上，大腿連桿22一端通過轉(zhuǎn)動副十二112連接在大腿滑塊23上，大腿滑塊23安裝在動力源導(dǎo)軌槽7中，大腿連桿22另一端通過轉(zhuǎn)動副十三113連接在小腿連桿17中部，

所述腳掌機(jī)構(gòu)包括圓弧導(dǎo)軌30、第一腳尖連桿31、第二腳尖連桿32、腳掌件33、腳尖伸縮桿34以及凸起滑塊35，圓弧導(dǎo)軌30一端固定在大腿連桿22上并且圓弧導(dǎo)軌30的圓心處于轉(zhuǎn)動副八108的位置上，第一腳尖連桿31一端通過轉(zhuǎn)動副九109連接在圓弧導(dǎo)軌30上，第一腳尖連桿31另一端通過轉(zhuǎn)動副十110與第二腳尖連桿32一端連接，第二腳尖連桿32另一端通過轉(zhuǎn)動副二十一121連接在腳掌件33上，腳尖伸縮桿34一端通過轉(zhuǎn)動副二十二122連接在小腿連桿17上，腳尖伸縮桿34另一端通過轉(zhuǎn)動副十110與第一腳尖連桿31和第二腳尖連桿32同時連接，小腿連桿17上固定有凸起滑塊35，凸起滑塊35嵌裝在圓弧導(dǎo)軌30中，凸起滑塊35到轉(zhuǎn)動副八108的距離等于圓弧導(dǎo)軌30的半徑，

單片機(jī)與電機(jī)1、動力源伸縮桿5和腳尖伸縮桿34連接并控制電機(jī)1的轉(zhuǎn)速與動力源伸縮桿5和腳尖伸縮桿34的長度。