趣味機(jī)械智能教學(xué)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械類專業(yè)趣味機(jī)械智能教學(xué)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》是機(jī)械類專業(yè)的主干課程，針對(duì)課程中所涉及的齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪推桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)特點(diǎn)的教學(xué)，目前所采用的都是單獨(dú)教學(xué)模式，分別為任務(wù)驅(qū)動(dòng)型方法、多媒體教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)方法、現(xiàn)場教學(xué)法。
[0003]前三種方法能夠很好地講解各機(jī)構(gòu)各自的特點(diǎn)，但是，每種機(jī)構(gòu)特點(diǎn)的教學(xué)都是彼此獨(dú)立的展開，雖然書本中直接闡述了各機(jī)構(gòu)的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)，但是不能在實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證，不能很好地構(gòu)建各個(gè)機(jī)構(gòu)之間的相互關(guān)聯(lián)，繼而不能理解各機(jī)構(gòu)的利弊以及現(xiàn)實(shí)中使用各個(gè)機(jī)構(gòu)的原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有教學(xué)不足，本發(fā)明提供一種趣味機(jī)械智能教學(xué)裝置，該裝置可以直觀展示齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪推桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)各個(gè)機(jī)構(gòu)之間的相互關(guān)聯(lián)以及各自個(gè)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，特別是有利于課堂教學(xué)演示，攜帶方便，有利于學(xué)生理解各機(jī)構(gòu)的利弊以及現(xiàn)實(shí)中使用各個(gè)機(jī)構(gòu)的原因。
[0005]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種趣味機(jī)械智能教學(xué)裝置，包括基座，其上安裝有機(jī)構(gòu)演示單元、動(dòng)力源、機(jī)械控制單元和語音播放系統(tǒng)；所述機(jī)構(gòu)演示單元包含鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的演示單元1、連桿機(jī)構(gòu)和凸輪推桿機(jī)構(gòu)的演示單元I1、渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)和漸開線圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的演示單元III;所述演示單元II和演示單元III平行固定在基座上，所述演示單元I垂直于演示單元II和演示單元III固定在基座上；所述動(dòng)力源和機(jī)械控制單元平行于演示單元I固定在基座上。
[0007]進(jìn)一步，所述動(dòng)力源為電源適配器將交流電轉(zhuǎn)換為12V的直流電；所述機(jī)械控制單元包括單片機(jī)和與單片機(jī)連接的L298N驅(qū)動(dòng)模塊；所述語音播放系統(tǒng)包括帶USB接口的音箱和通過USB接口連接在音箱上的音頻儲(chǔ)存設(shè)備；所述電源適配器連接單片機(jī)，所述L298N驅(qū)動(dòng)模塊與所述機(jī)構(gòu)演示單元上的電機(jī)連接；所述動(dòng)力源還連接音箱；通過計(jì)算機(jī)向單片機(jī)內(nèi)輸入控制程序，單片機(jī)控制L298N驅(qū)動(dòng)模塊從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械演示單元運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)音箱同步播放音頻儲(chǔ)存設(shè)備上儲(chǔ)存的知識(shí)點(diǎn)。
[0008]進(jìn)一步，所述演示單元I，包括設(shè)置在基座上的升降臺(tái)，升降臺(tái)的上底板上固定設(shè)置有透明的有機(jī)玻璃罩；有機(jī)玻璃罩內(nèi)壁的一側(cè)上安裝有帶輪機(jī)構(gòu)，其另一側(cè)上安裝有與帶輪機(jī)構(gòu)平行設(shè)置的鏈輪機(jī)構(gòu)；有機(jī)玻璃罩對(duì)應(yīng)兩外壁上固定設(shè)置有電機(jī)，電機(jī)軸穿過玻璃板通過聯(lián)軸器分別與小帶輪軸和小鏈輪軸連接，實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)帶輪和鏈輪運(yùn)轉(zhuǎn)；有機(jī)玻璃罩內(nèi)部盛裝油水混合物，帶輪和鏈輪下緣部分浸入液面中。
[0009]進(jìn)一步，所述演示單元II，包括設(shè)置在基座上的升降臺(tái)，所述升降臺(tái)的上底板上垂直設(shè)置有機(jī)玻璃板；所述有機(jī)玻璃板的一側(cè)上固定設(shè)置有凸輪推桿機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)，其另一側(cè)上固定設(shè)置有兩臺(tái)電機(jī)，電機(jī)軸穿過所述有機(jī)玻璃板通過聯(lián)軸器連接曲柄軸和凸輪軸，實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)凸輪推桿機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)；所述連桿機(jī)構(gòu)的中間桿和凸輪推桿機(jī)構(gòu)的推桿的端部設(shè)計(jì)成掛鉤形狀并延伸至有機(jī)玻璃板外側(cè)便于觀察。
[0010]進(jìn)一步，所述演示單元III，包括設(shè)置在基座上的升降臺(tái)，所述升降臺(tái)的上底板上垂直設(shè)置有機(jī)玻璃板，所述有機(jī)玻璃板上的一側(cè)上依次固定設(shè)置有渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)和漸開線圓柱齒輪機(jī)構(gòu)，渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)的蝸桿通過聯(lián)軸器與固定在有機(jī)玻璃板上電機(jī)的電機(jī)軸連接；其另一側(cè)上固定設(shè)置有另一電機(jī)，電機(jī)軸穿過所述玻璃板通過聯(lián)軸器連接小齒輪軸，實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)和漸開線圓柱齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)；大齒輪和蝸輪端面上設(shè)置有一個(gè)紅色亮點(diǎn)便于觀察。
[0011]進(jìn)一步，所述升降臺(tái)包括上底板和下底板，所述下底板固定安裝在基座上；所述上底板和下底板之間固定設(shè)置有桁架，所述桁架之間連接有軸，軸上開設(shè)有螺紋孔和光孔；所述軸上螺紋孔連接有螺紋軸，所述螺紋軸的另一端通過聯(lián)軸器與電機(jī)軸連接；所述電機(jī)還剛性連接有與螺紋軸平行的光軸，所述光軸的另一端伸入所述軸上的光孔內(nèi)間隙配合。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
[0013]本發(fā)明的趣味機(jī)械智能教學(xué)裝置將齒輪機(jī)構(gòu)和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、凸輪推桿機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)三個(gè)機(jī)構(gòu)演示單元設(shè)置在基座上，動(dòng)力源與機(jī)械控制單元連接，機(jī)械控制單元的控制模塊與機(jī)構(gòu)演示單元上的電機(jī)連接，利用計(jì)算機(jī)向單片機(jī)輸入程序，演示過程中，啟動(dòng)動(dòng)力源，單片機(jī)根據(jù)輸入程序控制機(jī)構(gòu)演示單元運(yùn)動(dòng)，同時(shí)語音播放系統(tǒng)同步播放演示的知識(shí)點(diǎn)。六種機(jī)構(gòu)演示均設(shè)置在一個(gè)基座上進(jìn)行展示，便于比較；同時(shí)語音同步播報(bào)演示的知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)一步加深對(duì)各個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的理解。
【附圖說明】
[0014]圖1為裝置整體結(jié)構(gòu)立體示意圖；
[0015]圖2為裝置整體結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0016]圖3為鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的演示單元I示意圖；
[0017]圖4為凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)的演示單元II示意圖；
[0018]圖5為齒輪機(jī)構(gòu)和渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)III示意圖；
[0019]圖6為升降臺(tái)立體示意圖。
[0020]附圖標(biāo)記:
[0021]1-基座；2-動(dòng)力源；3-機(jī)械控制單元；4-演示單元I ;5_演示單元II ;6_演示單元II1-J-升降臺(tái)；8_有機(jī)玻璃罩；9_帶輪機(jī)構(gòu)；10_鏈輪機(jī)構(gòu)；11_電機(jī)；12_有機(jī)玻璃板；13-凸輪推桿機(jī)構(gòu)；14_連桿機(jī)構(gòu)；15_推桿；16_中間桿；17_漸開線圓柱齒輪機(jī)構(gòu)；18_渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)；19_桁架；20_下底板；21_上底板；22_光軸；23_光孔；24_螺紋軸；25_螺紋孔；26_軸。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明:
[0023]如圖1和圖2所示，一種趣味機(jī)械智能教學(xué)裝置，包括基座1，其上安裝有機(jī)構(gòu)演示單元、動(dòng)力源2、機(jī)械控制單元3和語音播放系統(tǒng)。所述機(jī)構(gòu)演示單元包含鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的演示單元I 4、連桿機(jī)構(gòu)和凸輪推桿機(jī)構(gòu)的演示單元II 5、渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)和漸開線圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的演示單元III6。所述演示單元II 5和演示單元III6平行固定在基座I上，所述演示單元I 4垂直于演示單元II 5和演示單元III 6固定在基座I上，所述動(dòng)力源2和機(jī)械控制單元3平行于演示單元I固定在基座I上。
[0024]所述動(dòng)力源2為電源適配器將交流電轉(zhuǎn)換為12V的直流電。所述機(jī)械控制單元3包括單片機(jī)和與單片機(jī)連接的L298N驅(qū)動(dòng)模塊。所述語音播放系統(tǒng)包括帶USB接口的音箱和通過USB接口連接在音箱上的音頻儲(chǔ)存設(shè)備。所述電源適配器連接單片機(jī)，所述L298N驅(qū)動(dòng)模塊與所述機(jī)構(gòu)演示單元上的電機(jī)連接，所述動(dòng)力源2還連接音箱。通過計(jì)算機(jī)向單片機(jī)內(nèi)輸入控制程序，單片機(jī)控制L298N驅(qū)動(dòng)模塊從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械演示單元運(yùn)動(dòng)的控制，同時(shí)音箱同步播放音頻儲(chǔ)存設(shè)備上儲(chǔ)存的知識(shí)點(diǎn)語音。
[0025]如圖1-3所示，所述演示單元I 4，包括設(shè)置在基座I上的升降臺(tái)7，升降臺(tái)7的上底板21上固定設(shè)置有透明的有機(jī)玻璃罩8。有機(jī)玻璃罩8內(nèi)壁的一側(cè)上安裝有帶輪機(jī)構(gòu)9，其另一側(cè)上安裝有與帶輪機(jī)構(gòu)平行設(shè)置的鏈輪機(jī)構(gòu)10。有機(jī)玻璃罩8對(duì)應(yīng)兩外壁上固定設(shè)置有電機(jī)11，電機(jī)軸穿過玻璃板通過聯(lián)軸器分別與小帶輪軸和小鏈輪軸連接，實(shí)現(xiàn)帶動(dòng)帶輪和鏈輪運(yùn)轉(zhuǎn)。有機(jī)玻璃罩8內(nèi)部盛裝油水混合物，帶輪和鏈輪下緣浸入液面下10_。
[0026]如圖1、圖2和圖4所示，