用于机械运动原理教学的四连杆机构教具的制作方法

文档序号:14923492发布日期:2018-07-13 07:43

本发明涉及教具技术领域,具体地说,涉及一种用于机械运动原理教学的四连杆机构教具。



背景技术:

平面四杆机构是由四个刚性构件用低副链接组成的,各个运动构件均在同一平面内运动的机构。

所有运动副均为转动副的四杆机构称为铰链四杆机构,它是平面四杆机构的基本形式,其他四杆机构都可以看成是在它的基础上演化而来的。选定其中一个构件作为机架之後,直接与机架链接的构件称为连架杆,不直接与机架连接的构件称为连杆,能够做整周回转的构件被称作曲柄,只能在某一角度范围内往复摆动的构件称为摇杆。如果以转动副连接的两个构件可以做整周相对转动,则称之为整转副,反之称之为摆转副。铰链四杆机构中,按照连架杆是否可以做整周转动,可以将其分为三种基本形式,即曲柄摇杆机构,双曲柄机构和双摇杆机构。

而目前的四杆机构教具演示中,四杆机构需要用手提着或者放在地面上,这样导致演示效果差,而且演示时操作不方便,十分麻烦。



技术实现要素:

本发明的内容是提供一种用于机械运动原理教学的四连杆机构教具,其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的用于机械运动原理教学的四连杆机构教具,其包括面板,面板上设有四连杆机构,所述四连杆机构包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆,第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆依次首尾转动连接而形成四边形;相邻连杆均通过转动结构实现转动连接,所述转动结构包括轴杆,轴杆一端设有螺纹,螺纹与一螺母配合,轴杆上固定套接有限位环,所述相邻连杆对应的杆头均可转动地套接在轴杆上且位于限位环和螺母中间;轴杆另一端设有卡柱,一套块可活动地套接在轴杆上,套块设有开口朝向卡柱的套腔,卡柱可伸入套腔内并将套块卡住;

面板上设有凸出柱,凸出柱外侧设有外螺纹,套腔内壁设有内螺纹,外螺纹与内螺纹配合;凸出柱内设有卡腔,卡柱可伸入到卡腔内。

本发明中,通过第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆的依次首尾转动连接而形成四连杆机构,而它们之间的转动结构均通过转动结构实现,通过螺母和限位环将相邻连杆的对应杆头限位住,防止杆头脱落;卡柱既能将套块卡住,又能伸入到卡腔内,使四连杆机构不易从面板上脱落;通过套腔螺纹套接在凸出柱上,这更能防止四连杆机构从面板上脱落。当需要演示机械运动原理时,只需将对应转动结构从面板上卸下,然后演示即可,十分方便。本发明的四连杆机构既能稳定地固定在面板上,又能方便地从面板上拆卸,方便机械运动原理的演示。

作为优选,卡柱的宽度不大于套腔的深度。

本发明中,卡柱的宽度不大于套腔的深度。这样,凸出柱与套腔之间能实现稳定的套接。

作为优选,第一连杆长度大于第四连杆的长度,第四连杆的长度大于第三连杆的长度,第三连杆的长度大于第二连杆的长度。

作为优选,第一连杆与第二连杆的长度之和小于第三连杆与第四连杆的长度之和。这样,就能满足四连杆机构教学中的演示。

作为优选,第三连杆上设有通孔,通孔可由所述转动结构穿过。

本发明中,通孔的设置,方便第三连杆与第四连杆之间的选择连接。

作为优选,通孔离第三连杆一端的距离与第三连杆的长度之和小于第一连杆与第二连杆的长度之和;所述第三连杆一端与第二连杆连接。

本发明中,当第四连杆连接在通孔上时,不论选取哪个构件为机架,所得到机构均为双摇杆机构。这就是演示格拉霍夫定理。

附图说明

图1为实施例1中一种用于机械运动原理教学的四连杆机构教具的结构示意图;

图2为实施例1中转动结构的结构示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容,结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是,实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。

实施例1

如图1、图2所示,本实施例提供了一种用于机械运动原理教学的四连杆机构教具,包括面板110,面板110上设有四连杆机构,所述四连杆机构包括第一连杆121、第二连杆122、第三连杆123和第四连杆124,第一连杆121、第二连杆122、第三连杆123和第四连杆124依次首尾转动连接而形成四边形;相邻连杆均通过转动结构实现转动连接,所述转动结构包括轴杆130,轴杆130一端设有螺纹,螺纹与一螺母140配合,轴杆130上固定套接有限位环150,所述相邻连杆对应的杆头均可转动地套接在轴杆130上且位于限位环150和螺母140中间;轴杆130另一端设有卡柱160,一套块170可活动地套接在轴杆130上,套块170设有开口朝向卡柱160的套腔171,卡柱160可伸入套腔171内并将套块170卡住;

面板110上设有凸出柱180,凸出柱180外侧设有外螺纹,套腔171内壁设有内螺纹,外螺纹与内螺纹配合;凸出柱180内设有卡腔181,卡柱160可伸入到卡腔181内。

通过第一连杆121、第二连杆122、第三连杆123和第四连杆124的依次首尾转动连接而形成四连杆机构,而它们之间的转动结构均通过转动结构实现,通过螺母140和限位环150将相邻连杆的对应杆头限位住,防止杆头脱落;卡柱160既能将套块170卡住,又能伸入到卡腔181内,使四连杆机构不易从面板110上脱落;通过套腔171螺纹套接在凸出柱180上,这更能防止四连杆机构从面板110上脱落。当需要演示机械运动原理时,只需将对应转动结构从面板110上卸下,然后演示即可,十分方便。本实施例的四连杆机构既能稳定地固定在面板110上,又能方便地从面板110上拆卸,方便机械运动原理的演示。

本实施例中,卡柱160的宽度不大于套腔171的深度。这样,凸出柱180与套腔171之间能实现稳定的套接。

本实施例中,第一连杆121长度大于第四连杆124的长度,第四连杆124的长度大于第三连杆123的长度,第三连杆123的长度大于第二连杆122的长度。

本实施例中,第一连杆121与第二连杆122的长度之和小于第三连杆123与第四连杆124的长度之和。这样,就能满足四连杆机构教学中的演示,如果取最短杆为机架,则得到双曲柄机构;若取最短杆的任何一个相连杆为机架,则得到曲柄摇杆机构;如果取最短杆对面构件为机架,则得到双摇杆机构。

本实施例中,第三连杆123上设有通孔1231,通孔1231可由所述转动结构穿过。通孔1231的设置,方便第三连杆123与第四连杆124之间的选择连接。

本实施例中,通孔1231离第三连杆123一端的距离与第三连杆124的长度之和小于第一连杆121与第二连杆122的长度之和;所述第三连杆123一端与第二连杆122连接。

当第四连杆124连接在通孔1231上时,不论选取哪个构件为机架,所得到机构均为双摇杆机构。这就是演示格拉霍夫定理。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。

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