专利名称：机构运动方案拼接零部件的制作方法
技术领域：
本实用新型属于拼接件类，具体为拼接机构运动方案的拼接零部件。
背景技术：
根据运行机构不同，机构运动方案有多种多样，各种运动方案要在课堂上仅用板书给学生讲解，因其形象性差，使学生很难理解。另外在设计新的运行机构前，如有可进行拼装的零部件，将方便直观。由此可见，如能提供机构拼装零部件，对学生设计能力和创新能力的提高是很必要的。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述情况，旨在提供一种可拼接各种机构运行方案的拼接零部件，这些零部件通用性好，可操作性好，使用安全可靠，易维护。
本实用新型目的的实现方式为，机构运行方案拼接零部件，包括有电动机、传动装置、实验装置用机架、转动副轴、特制螺栓、连杆、用于齿轮与齿条啮合时导向的齿条导向板、曲柄双连杆、固定转轴块。
实验装置用机架1上有上、下水平导轨2，1根以上的铅垂立柱3，铅垂立柱上有1块以上的滑块4。
铅垂立柱3两端有可在水平导轨滑槽内滑动或滚动的滑动或滚动轴承8，轴承8安装在穿过铅垂立柱3的支撑轴7上，螺栓5穿过盖板6，铅垂立柱3可用螺栓9锁紧在水平导轨2的侧面。
滑块4有嵌入铅垂立柱3的凹槽及镶嵌轴套13滑块4、铅垂立柱3间用压块14、螺栓12锁紧。
转动副轴为阶梯轴，两端的轴颈15或均为扁平、或一圆一扁平，轴颈端面有联接螺孔16。
特制螺栓为细栓大帽形，有活动、锁紧两种，活动的特制螺栓的螺帽底有台阶17。
连杆为扁平长条状，中部有长槽18，两端有形成转动副的联接孔19。
齿条导向板两端有联接孔20。
曲柄双连杆由偏心轮21及外圆环22构成，外圆环22可沿偏心轮轮槽转动，两者间用盖板23、螺栓24定位，偏心轮上有一偏心孔25，外圆环上有联接孔26。
固定转轴块为扁平块状，两端有联接孔27。
本实用新型实验装置用机架(见图1)是本实用新型起主要支撑作用的拼接零部件，其上固定有水平导轨2，水平导轨2开有左右相通的滑槽，供铅垂立柱3两端的滑动或滚动轴承8在其内左右滑动或滚动，同时铅垂立柱3也随之左右移动，当移动到位后用螺栓5锁紧(见图2)，铅垂立柱3横截面为矩形10或圆形11(见图3a、b)。
滑块4上开有与铅垂立柱3横截面形状相同的矩形或圆形凹槽，滑块4通过凹槽附着在铅垂立柱3外(见图1)，并能沿铅垂立柱3上下移动，滑块4上开有一螺纹孔和镶嵌轴套13，当滑块4移动在所需位置时，滑块4通过穿过螺纹孔及压块14及螺栓12定位(见图5)，为使滑块4定位准确无误，铅垂立柱3上有刻度尺。
转动副轴用于两构件形成转动副或移动副，根据所联接的方式不同，转动副两端的轴颈15或均为扁平(见图6b)，或一圆一扁平(见图6a)。
特制螺栓为细栓大帽形的特制螺栓，它用于锁紧转动副轴及转动副轴和移动副的联接，图7a所示特制螺栓用于锁紧转动副轴，图7b所示的特制螺栓用于转动副轴和移动副的联接，其螺帽底有一台阶17。
图8的连杆在机构运动方案拼接中，作为传递运动的杆件使用，连杆中间的长槽18用于移动和转动联接，两端的联接圆孔19用于转动联接。
齿条导向板用于齿轮与齿条啮合时导向，齿条导向板纵截面为“凵”形(见图9a)或矩形(见图9b)。
曲柄双连杆件用于当一个原动构件同时向两个机构传递运动，它可避免两运动间的彼此干扰，因此它由一偏心轮21和外圆环22构成(见图10a、11)，在拼接机构运动方案时的作用可用机构运动简图10b表示。
图12所示的固定转轴块用于在连杆中间某一固定位置形成转动副。
为能完善多种机构运动方案的拼接，本实用新型还包括有限位套30、齿轮35、齿条36、主动轴37、从动轴38、螺母40、止动螺钉42、销轴43、平垫44。参见图16。
本实用新型有以下优点1、通用性强。实验装置由电动机、传动装置、机架、低副杆组(II级、III级)、高副杆组、组成间歇运动机构的零件、组成运动副的各种零件、联接件组成，连杆的长度可通过长孔进行任意调节，可以满足机构运动方案拼接的机构运动学尺寸要求，主动件的驱动方式有旋转运动、直线运动和手动三种方式，因而原动件的运动形式不受限制，故能拼接出各种机构运动方案。
2、可操作性好。实现了转动副、移动副等零件的标准化和系列化，学生对实验装置的使用更简捷方便。
3、安全性好。采用巧妙的结构设计，可灵活、准确地确定机架上的运动副位置，避免了实验过程中砸伤学生手指的安全隐患，达到了安全、省力、灵活的效果。
4、可维护性好。保证滑块与机架的良好接触，使滑块能在机架上运动自如，避免了因机架变形而导致滑块运动不畅或被卡死情况的发生，由于运动副具有互换性，使实验装置的维护更方。
5、本实用新型采用了“平行层面等距”的设计方法，使各个运动构件所占据的运动层面相互平行，保证了所拼接机构中各个运动构件在运动中不发生干涉，用于组装运动副、杆组的零件通用性好，杆组的联接操作简便，杆组长度尺寸可变化的范围大并可进行微调，接头形式新颖，方便了杆组的联接，拼接效率高。
本实用新型为本、专科学生进行系统方案创新设计，培养学生综合设计能力、创新意识和实践动手能力提供了一种新型的、切实可行、直观的实验教具及用具。
图1实验装置用支架结构示意图图2a、b铅垂立柱与水平导轨间的装配图图3a、b铅垂立柱横截面结构示意图图4 滑块与铅垂立柱间的装配主视图图5 滑块结构装配俯视图图6a、b 转动副轴结构示意图图7a、b 特制螺栓结构示意图图8 连杆结构示意图图9a、b 齿条导向板结构示意图图10a、b曲柄双连杆结构示意图图11偏心轮与外圆环间装配图图12固定转轴块结构示意图图13用本实用新型拼接的转动副和移动副方案之一图14用本实用新型拼接的和移动副方案之二图15用本实用新型拼接的转动副方案之三图16a 用本实用新型拼接的行程放大机构方案拼装示意图图16b 图16a的机构运动简图具体实施方式
为进一步说明本实用新型，下面举出用本实用新型拼接的机构运动方案。
参照图13，将转动副轴28的两轴颈15分别插入连杆31的长槽18及另一连杆的联接圆孔19中，插入长槽18的轴颈螺孔16中拧入有台阶特制螺栓29-1，插入联接圆孔19的轴颈螺孔中拧入有台阶特制螺栓29-1，转动副轴一端轴颈15可在连杆长槽18内滑移，另一端轴颈15在连杆圆孔19中转动。当一根连杆31得到驱动力时，转动副轴扁平轴颈15相对连杆联接孔19转动，转动副轴圆轴颈15相对另一根连杆长槽18移动。
参照图14，转动副轴28与两连杆31的联接方式如图13，只因转动副轴28的轴颈15较长，为防止连杆31的联接孔19或长槽18在轴颈15上前后移动，在轴颈15上装套合适长度的限位套30，进行限位。此形式可用于跨层面的转动副、移动副的拼接。当一根连杆31得到驱动力时，转动副轴扁平轴颈15相对连杆联接孔19转动，转动副轴圆轴颈15相对另一根连杆长槽18移动。
参照图15，转动副轴28与两连杆31的联接方式如图13，因需将转动副轴28的轴颈15在连杆长槽18的某一固定位置转动，应将固定转轴块34置于连杆长槽18一侧，再用固定螺母32及螺栓33通过固定转轴块的一联接孔27固定，转动副轴轴颈15穿过固定转轴块的另一联接孔27插入连杆长槽18中，将有台阶特制螺栓29-1旋入转动副轴螺孔16内，转动副轴另一轴颈15插入连杆联接孔19中，将有台阶特制螺栓29-1旋入转动副轴螺孔16内。固定转轴块34与连杆长槽18固定，其中一根连杆得到驱动力时，转动副轴一端圆轴颈15相对固定转轴块联接孔27转动，转动副轴另一端扁平轴颈15相对连杆长槽18移动。
参照图16a、16b，由转动副轴改进的主动轴37插入轴套13中，螺母40拧在主动轴37螺纹41上，皮带轮39套在主动轴37的平键46处，限位套30套在主动轴轴颈47上，连杆联接孔19套入主动轴轴颈47上，无台阶特制螺栓29-2旋入主动轴端面螺孔48中，转动副轴28的轴颈15分别插入连杆联接孔19中，有台阶特制螺栓29-1、无台阶特制螺栓29-2分别旋入转动副轴的螺孔16内，由转动副轴改进的从动轴38插入轴套13中，平垫44套在从动轴38末端处，螺母40拧在从动轴螺纹56上，将固结有齿条导向板45的齿条36上的长槽49同时套在两根从动轴轴颈50上，有台阶特制螺栓29-1分别旋入从动轴端面螺孔51中，销轴43插入齿轮35的轴孔52中，螺钉42通过齿轮螺孔53锁紧在销轴轴颈54上，连杆联接孔19套在销轴轴颈54上，有台阶特制螺栓29-1旋入销轴螺孔55中，齿轮35垂直上移与上齿条36啮合，下齿条36垂直上移与齿轮35啮合。该拼接机构的运动传递为，电动机通过皮带驱动皮带轮39转动，主动轴37、限位套30、连杆31和无台阶特制螺栓29-2随皮带轮39同步运动，连杆31与转动副轴28固定，转动副轴28通过有台阶特制螺栓29-1联接将运动传递给另一连杆31，连杆31通过销轴43、止动螺钉42和有台阶特制螺栓29-1的联接将运动传递给齿轮35，齿轮35将运动传递给上齿条36和下齿条36，上齿条长槽49在两根从动轴38的轴颈50上移动，从动轴38经由滑块4与机架1固定，下齿条36经由无台阶特制螺栓29-2固定在两根从动轴38上，从动轴38经由滑块4与机架1固定。
权利要求1.机构运动方案拼接零部件，其特征在于包括有电动机、传动装置、实验装置用机架、转动副轴、特制螺栓、连杆、用于齿轮与齿条啮合时导向的齿条导向板、曲柄双连杆、固定转轴块；实验装置用机架(1)上有上、下水平导轨(2)，1根以上的铅垂立柱(3)，铅垂立柱上有1块以上的滑块(4)；铅垂立柱(3)两端有可在水平导轨滑槽内滑动或滚动的滑动或滚动轴承(8)，轴承(8)安装在穿过铅垂立柱(3)的支撑轴(7)上，螺栓(5)穿过盖板(6)，铅垂立柱(3)可用螺栓(9)锁紧在水平导轨(2)的侧面；滑块(4)有嵌入铅垂立柱(3)的凹槽及镶嵌轴套(13)，滑块(4)、铅垂立柱(3)间用压块(14)、螺栓(12)锁紧；转动副轴为阶梯轴，两端的轴颈(15)或均为扁平、或一圆一扁平，轴颈端面有联接螺孔(16)；特制螺栓为细栓大帽形，有活动、锁紧两种，活动的特制螺栓的螺帽底有台阶(17)；连杆为扁平长条状，中部有长槽(18)，两端有形成转动副的联接孔(19)；齿条导向板两端有联接孔(20)；曲柄双连杆由偏心轮(21)及外圆环(22)构成，外圆环(22)可沿偏心轮轮槽转动，两者间用盖板(23)、螺栓(24)定位，偏心轮上有一偏心孔(25)，外圆环上有联接孔(26)；固定转轴块为扁平块状，两端有联接孔(27)。
2.根据权利要求1所述的拼接零部件，其特征在于铅垂立柱(3)横截面为矩形(10)或圆形(11)。
3.根据权利要求1所述的拼接零部件，其特征在于齿条导向板纵截面为“凵”形或矩形。
4.根据权利要求1所述的拼接零部件，其特征在于铅垂立柱上有刻度尺。
5.根据权利要求1所述的拼接零部件，其特征在于拼接零部件还包括有限位套(30)、齿轮(35)、齿条(36)、主动轴(37)、从动轴(38)、销轴(43)。
专利摘要机构运动方案拼接零部件,属于拼接件类,具体为拼接机构运动方案的拼接零部件。它由电动机、传动装置、实验装置用机架、水平导轨、相对于水平导轨作左右移动的铅垂立柱、沿立柱上下滑移的滑块及转动副轴、特制螺栓、连杆、齿条导向板、曲柄双连杆、固定转轴块、齿轮、齿条、槽轮等构成。本实用新型具有通用性强、可操作性好、安全可靠和维护性好等特点。本实用新型为本、专科学生进行系统方案创新设计,培养学生综合设计能力、创新意识和实践动手能力提供了一种新型、切实可行、直观的实验教具。
文档编号G09B25/00GK2508328SQ01252109
公开日2002年8月28日 申请日期2001年10月12日 优先权日2001年10月12日
发明者宋凡 申请人:宋凡