平面机构结构教学分析仪的制作方法_2

文档序号:8299996阅读:来源:国知局
铁转动,从而能由霍尔开关测出丝杆的转速,最后在示数屏上显示读数。由电机通过齿轮带动光轴转动,从而带动与光轴连接的高副机构和双曲柄机构运动,两个机构的输出部分带动丝杆转动,丝杆上的螺母沿着丝杆移动,数字显示屏上显示丝杆转速的变化情况。
[0015]此单元中两个机构的主动部分用同一个轴相连,保证有相同的输入转速,在转动时能观察到螺母移动情况基本一致,数字显示屏上的读数基本一致。让学生通过实验的形式,测出高副机构和低副机构输出部分的转速,通过实验数据显示两者的运动关系,从而直观明了的表现高副低代的形式和机构运动情况等效的机理。
[0016]有益效果:
[0017]1、本发明有效的弥补了现在教学中用视频投影进行平面机构教学不够生动直观,让学生难以理解的缺陷。
[0018]2、本发明有效解决了现有的静态机构讲解的知识浅显单调的问题。
[0019]3、本发明有效的解决了现在市场上销售的动态教具,讲解知识点单一,集成度低,同时体积庞大费用高昂等问题。
[0020]4、本发明既可用作机械相关课程的教具,也可放置于科技馆等场所进行科普展览,具有广阔的应用前景,知识性、趣味性强。
[0021]5、本发明中第一次创造性的提出采用实物机构讲解虚约束知识和高副低代知识,将抽象的知识形象化,减低学习难度,提高了学习效率。
[0022]6、本发明通过四个具有代表性的机构,详细的概括了平面机构的组成原理与结构分析的所有知识点,其中包括:所有形式的运动副、机构运动简图的绘制、自由度的计算、局部自由度的形式、复合铰链的辨认、虚约束的作用、如何高副低代、怎样正确划分杆组等,能进行平面机构部分知识的完全讲解。
[0023]7、本发明四个部分中,即有对比突出,又有相互对照补充;制造选材合理,布局新颖,通过顺畅的实物演示让学生在愉快的观赏中能够学到知识,加深对知识点的理解与记忆。
[0024]8、本发明动手操作性强,采用合适的铝型材作为底板,上面分布着滑道,提供足够多的杆件与支座,可供学生自主拆卸组装,拼接各种形式的机构。
[0025]因此本发明适于大学生机械类课程教学以及科技馆等场所进行科普展览,具有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的整体结构示意图;
[0027]图2为本发明的图动力分流单元示意图;
[0028]图3为本发明的虚约束机构单元示意图;
[0029]图4为本发明的一自由度机构单元示意图;
[0030]图5为本发明的二自由度机构单元示意;
[0031]图6为本发明的尚副低代单兀不意图;
[0032]其中,1-动力分流单元,2-虚约束机构单元,3- —自由度机构单元,4- 二自由度机构单元,5-高副低代单元,6-底板。
[0033]101-电机1,102-联轴节1,103-支撑座Al,104-支撑座A2,105-长轴1,106-短轴1,107-同步带轮1,108-同步带轮2,109-同步带,110-支撑座A3,111-轴承座1,112-支撑座A4, 113-同步带轮3,114-支撑座A5,115-长轴2。
[0034]201-圆盘1,202-虚约束机构杆1,203-虚约束机构杆2,204-圆盘2,205-短轴2,206-支撑座BI, 207-限位块,208-滑块I,209-支撑座B2,210-导轨1,211-导轨2,212-支撑座B3。
[0035]301-圆盘3,302- 一自由度机构杆1,303- —自由度机构杆2,304- 一自由度机构杆3A,305- 一自由度机构杆3B,306- 一自由度机构杆4A,307- 一自由度机构杆4B,308- 一自由度机构杆5A,309- 一自由度机构杆5B,310- 一自由度机构杆6,311-固定板。
[0036]401-电机2,402_联轴节2,403-支撑座(:1,404-支撑座02,405-凸轮机构,406-压簧,407-支撑座C3,408- 二自由度机构杆I,409-支撑座C4,410-支撑座C5,411-导轨3,412-滑块2,413-支撑座C6,414- 二自由度机构杆4,415- 二自由度机构杆2,416- 二自由度机构杆3,417-圆盘4。
[0037]501-电机3,502-电机箱,503-直齿轮对,504-高副低代圆盘1,505-传动轴2,506-高副低代圆盘2,507-传动轴I,508-锥齿轮对I,509-传动轴3,510-齿轮箱2,511-锥齿轮对3,512-联轴节4,513-支撑柱4,514-丝杆2,515-支撑柱5,516-细杆2,517-螺母2,518-霍尔开关2,519-支撑柱6,520-测速盘2,521-数字显示屏1,522-数字显示屏2,523-测速盘1,524-支撑柱3,525-霍尔开关1,526-细杆1,527-螺母1,528-支撑柱2,529-丝杆1,530_联轴节3,531-支撑柱1,532-锥齿轮对2,533-齿轮箱1,534-双曲柄杆3,535-双曲柄杆2,536-双曲柄杆I。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图对本发明的实施方式做进一步说明。
[0039]参见附图1,本发明主要包括五个部分;虚约束机构单元、一自由度机构单元、二自由度机构单元、平面机构的高副低代单元以及动力分流单元,所述的五个单元固定在底板上。
[0040]参见附图2,所述动力分流单元包括:电机1(101),联轴节1(102),支撑座Al (103),支撑座A2 (104),长轴I (105),短轴I (106),同步带轮I (107),同步带轮2 (108),同步带(109),支撑座A3 (110),轴承座I (111),支撑座A4 (112),同步带轮3 (113),支撑座A5 (114),长轴2(115)。所述电机I (101)为12V直流电机,由支撑座Al (103)固定在底板
(6)上。所述短轴1(106) —端由联轴节1(102)与电机1(101)输出轴固连,另一端与轴承座1(111)配合,轴承座1(111)与底板(6)固连。所述同步带轮1(107)与短轴1(106)固连,同步带轮2 (108)与长轴I (105)固连,同步带轮3 (113)与长轴2 (115)固连,所述三个同步带轮分别与同步带(109)配合。所述长轴1(105)两端与轴承座配合,轴承座分别固定在支撑座A2 (104)和支撑座A3 (110)上,两个支撑座分别与底板¢)固连。所述长轴2(115)两端与轴承座配合,轴承座分别固定在支撑座A4(112)和支撑座A5(114)上,两个支撑座分别与底板(6)固连。连通所述的电机I (101),即能通过所述的同步带(109)带动所述的长轴1(105)和长轴2(115)转动,实现动力分流。
[0041]参见附图3,所述虚约束机构单元包括:圆盘I (201),虚约束机构杆I (202),虚约束机构杆2 (203),圆盘2 (204),短轴2 (205),支撑座BI (206),限位块(207),滑块I (208),支撑座B2 (209),导轨1(210),导轨2 (211),支撑座B3 (212)。所述圆盘I (201)与长轴1(105)固连,虚约束机构杆1 (202)与圆盘1(201)铰链,圆盘2(204)与虚约束机构杆I (202)铰链,圆盘2 (204)与短轴2 (205)固连,短轴2 (205)与轴承座配合,轴承座固定在支撑座BI (206)上,支撑座BI (206)与底板(6)固连。所述虚约束机构杆2 (203)与滑块I (208)铰链,滑块I (208)与导轨I (210)和导轨2(211)配合,导轨I (210)由支撑座B2 (206)与底板(6)固连,导轨2 (211)由支撑座B3 (212)与底板(6)固定,限位块(207)插在导轨I (210)和导轨2(211)之间。当所述长轴1(105)转动时,能通过圆盘1(201)带动整个机构运动;将限位块(207)插在滑块1(208)后面,将虚约束机构杆2(203)插入虚约束机构杆1 (202)的孔中,
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