机械原理实验考试平台的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种机械原理实验考试平台。本发明涉及教学生产设备领域，特指一种新型机械原理实验考试平台。其包括连杆凸轮部分、齿轮部分、综合创新实验部分、研究设计实验部分，本发明由连杆凸轮实验机构、选题上升机构、齿轮实验机构、定位夹紧机构、趣味触发机构等机构，以及电控、单片机等装置组成。采用虚拟现实技术，为学生提供具体的场景，使其有身临其境的感觉，提高学习兴趣。相比于现有设备，虚拟演示，能使学生充分理解实验考试的相关要求，也使得实验环节之间的联系更密切。简单实用，与机械原理课程紧密相关。本实验平台功能适用于教学考核，按照实际教学环节，结合其功能使用。
【专利说明】机械原理实验考试平台
【技术领域】
[0001]本发明涉及教学生产设备【技术领域】，特指一种新型机械原理实验考试平台。
【背景技术】
[0002]传统的实验多以演示型的基础实验为主，教具功能单一，内容固定，实验过程枯燥乏味，在培养学生机构创新能力及实验研究能力方面有所欠缺。一般每个实验都有固定的指导书，包括实验目的、实验设备、实验原理和方法、实验步骤，甚至还包括实验报告的格式等。学生的思维和行为方式都被固化为统一的模式，没有自己思考和创造的空间，很难激发自身的求知欲。随着教学改革的不断深入，原有的实验方式与实验内容越来越不能满足教学的要求。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种新型机械原理实验考试平台。
[0004]针对现有《机械原理》实验教具的不足，本项目组提出一种新型《机械原理》实验考试平台，建立起集基础型实验、设计型实验、综合创新型实验及研究型实验为一体的新型实验教学体系。该实验平台涵盖了连杆机构、凸轮机构、齿轮机构的重要知识点，具有实验教学、创新能力培养、理论考核、虚拟演示等功能。
[0005]该实验平台融合港口运输背景，通过触发机构连接每一关，增加学习乐趣与意义。同时具有考试功能也是实验平台的一大亮点，每一关的评测功能突破了原有的实验教学以及理论考试的局限性，使得该综合平台能够定性定量地去衡量学生的实验能力，为教学考核提供了新思路。
[0006]本发明所采用的技术方案是:(I)在机构上，设计了连杆凸轮实验机构、选题上升机构、齿轮实验机构、定位夹紧机构、趣味触发机构等特色机构，同时通过力学仿真保证了机构的强度、刚度以及运动准确性符合要求，有效地完成机械原理实验考试的功能。(2)采用虚拟现实技术，为学生提供具体的场景，使其有身临其境的感觉，提高学习兴趣。相比于现有设备，虚拟演示，能使学生充分理解实验考试的相关要求，也使得实验环节之间的联系更密切。(3)简单实用，与机械原理课程紧密相关。本实验平台功能适用于教学考核，按照实际教学环节，结合其功能使用。
[0007]与现有技术相比，本发明的有益效果是:(1)以课本为基础、涵盖《机械原理》课程重要知识点，综合度高，能够取代以往的机械原理实验，在很大程度上加深学生对基础知识的理解，使学生系统地掌握课程知识。(2)加入闯关激励机制与虚拟演示功能，为学生提供相应的场景，使学生具有“身临其境”的感觉，帮助学生更好的理解相应知识点，增强实验趣味性，增强学生在实验中的参与度，提高学生的积极性和兴趣。(3)具有考核功能，通过软件给予学生一定的评估，为老师考察学生提供了一定参考依据，体现测评体系革新。(4)该产品以基础型实验、设计型实验为主，辅以综合型实验与研究型实验，实验形式多样，全面提高学生的动手实践能力、综合应用与创新能力。【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明的正视图；
图2为本发明的侧视图；
图3为本发明的俯视图；
图4为本发明连杆机架及内部的触发机构的轴测图；
图5为本发明凸轮实验机构的轴测图；
图6为本发明综合实验定位夹紧机构的前视图；
图7为本发明选题运输推送机构的前视图。
[0009]其中:1_“集装箱”连杆凸轮机架、2-推送架、3-选题转盘、4-新型上升机构、5-叠压式伸缩架、6-综合实验板、7-齿轮实验部分、8-虚拟演示屏幕、9-起重运输机、10-汽车模型机架、11-储物抽屉、12-连杆实验安放板、13-主动摩擦轮、14-综合与齿轮部分安放板、15-齿轮、16-滑块、17-下底滑块、18-载物台、19-齿条、20-连杆、21-货物下降触发点、22-铰接点、23-经触发机构作用的位置、24- “集装箱”形机架、25-凸轮机架、26-从动件、27-连杆、28-凸轮29-中部滑块、30-丝杠、31-夹板、32-支架、33-主动齿轮、34-机架、35-曲柄滑块、36-槽轮、37-伸缩架、38-连杆、39-摇杆、40-圆形曲柄、41-带滚子滑块、42-凸轮。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图进一步说明本发明的具体实施。
[0011]参见图1-5，本发明包含连杆凸轮实验机构、选题运输推送机构、选题机构、新型空间伸缩架上升机构、叠压式伸缩架、创意定位夹紧机构、齿轮关和综合实验关选题机构等。连杆凸轮实验机构、选题运输推送机构、选题机构与新型空间伸缩架上升机构通过联系使学生完成连杆齿轮部分；叠压式伸缩架与创意定位夹紧机构通过连接完成综合创新实验部分。齿轮关和综合实验关选题机构用于齿轮部分和综合实验两部分。各机构的协调高效运作，该机械原理实验考试平台顺利完成对学生机械类课程的帮助。
[0012]参见图1，选题机构主要用于集装箱机架的任意选择，达到任意抽取题目的目的。用于连杆、凸轮部分。
[0013]参见图4和图5，连杆基础实验部分学生根据虚拟演示动画绘制连杆机构的运动简图，求出机构自由度，用给定杆件组建机构，测试机构动力学参数。设计实验部分根据已知条件运用图解法设计出连杆机构，并进行组建完成指定任务。凸轮部分根据从动件运动规律设计出符合要求的凸轮，然后从给出的凸轮中选出符合要求的搭建。
[0014]参见图1和图2，电机带动丝杠转动，通过丝杠螺旋机构带动滑块直线运动，从而驱动支撑杆联动在空间伸展引起载物台的上升，并通过在四根杆上分别安放直线轴承实现伸缩架的平稳准确升降。
[0015]参见图2和图3，齿轮基础实验部分根据机构简图搭接指定的齿轮机构，计算出指定齿轮的相关参数。轮系设计部分根据已知条件设计出合适传动比的齿轮轮系机构，搭接模型完成指定任务。
[0016]参见图1和图3，综合创新实验部分学生根据指定机构功能，创新设计机械运动方案，在已有的部分构件上用提供的机构组合模型完成指定任务。研究设计实验部分学生结合工程实际或日常生活，研究设计出相应的运动轨迹，实现指定任务，设计出至少一种机构运动方案，并组建模型加以实现。
【权利要求】
1.一种新型机械原理实验考试平台，其包括连杆凸轮实验机构(I)、选题运输推送机构(2)、选题机构(3)、新型空间伸缩架上升机构(4)，其特征在于连杆凸轮实验机构(I)、选题运输推送机构(2)、选题机构(3)与新型空间伸缩架上升机构(4)通过联系组成连杆齿轮部分，叠压式伸缩架(5)、创意定位夹紧机构(6),其特征在于叠压式伸缩架(5)与创意定位夹紧机构(6)通过连接组成综合创新实验部分，选题机构(7)用于齿轮部分和综合实验两部分，其特征在于结构巧妙与运用充分。
2.根据权利要求1所述的新型实验考试平台整体，其特征在于:以课本为基础、涵盖《机械原理》课程重要知识点，综合度高，能够取代以往的机械原理实验，在很大程度上加深学生对基础知识的理解，使学生系统地掌握课程知识。
3.根据权利要求1所述的选题运输推送机构(2)，其特征在于:实现“集装箱”型机架的自动选取与还原，主要由曲柄摇杆机构、摇杆滑块机构、剪式伸缩架与摇杆槽轮机构组成。
4.根据权利要求1所述的选题机构(3)，其特征在于:用于集装箱机架的任意选择，达到任意抽取题目的目的，主要通过主动轮旋转带动从动摩擦轮旋转，摩擦轮压紧转盘，通过摩擦力驱动转盘转动，从而带动旋题转盘旋转，通过控制转盘角位移到达任意选择机架的目的。
5.根据权利要求1所述的三部分，其特征在于:加入闯关激励机制与虚拟演示功能，为学生提供相应的场景，使学生具有“身临其境”的感觉，帮助学生更好的理解相应知识点，增强实验趣味性，增强学生在实验中的参与度，提高学生的积极性和兴趣，具有考核功能，通过软件给予学生一定的评估，为老师考察学生提供了一定参考依据，体现测评体系革新，以基础型实验、设计型实验为主，辅以综合型实验与研究型实验，实验形式多样，全面提高学生的动手实践能力、综合应用与创新能力，实验平台贴近教学，实用范围广，针对现有《机械原理》实验教学不足进行设计，拓展了实验教具的应用范围，面向未来新型教学的需要。
【文档编号】G09B25/02GK103514797SQ201310524076
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】刘旭帅, 陆体文, 王佳莹, 沈小华, 李宇庭, 马登云, 方凡涛, 潘瑞, 邓思琪, 张敏, 冼土廉, 陈定方, 陶孟仑, 张争艳, 李涛涛, 孙科 申请人:马登云