一种多功能教具的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种多功能教具，包括垂直于底面的背景板，以及设置于背景板上的螺旋传动装置、摩擦角测量仪、牛顿摆、金属球开关、接触器、传动装置、凸轮机构、齿轮齿条传动装置、曲柄滑块、四杆机构，螺旋传动装置与摩擦角测量仪连接，摩擦角测量仪与牛顿摆通过轨道，牛顿摆与金属球开关通过轨道连接，金属球开关与接触器连接，接触器控制传动装置运动，从而带动凸轮机构运动，凸轮机构带动齿轮齿条传动装置运动，齿轮齿条传动装置通过曲柄滑块与四杆机构连接。本实用新型提供的多功能教具集成了多种机械教学教具，操作性强。
【专利说明】一种多功能教具
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械教学领域，特别涉及一种多功能机械类教具。
【背景技术】
[0002]现有机械类课程普遍缺乏实验教学，只有课本和视频的课堂教学枯燥乏味，仅有的实验课中能向同学们展示的教具又很少。市场中机械类教具很多，这些教具虽种类繁多，但是大多功能单一，想要向同学们演示多个机构还需购买不同的教具，价格不菲。此外，大多数教具只能单单的列在橱窗供大家观赏性学习，缺乏生动性，可操作性比较差。教具的材质也多为金属，不方便携带入课堂，不能完整的达到教具辅助教学的目的。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供一种集成度高多、操作性强的功能机械教学工具。
[0004]一种多功能教具，包括垂直于底面的背景板，以及设置于背景板上的螺旋传动装置、摩擦角测量仪、牛顿摆、金属球开关、接触器、传动装置、凸轮机构、齿轮齿条传动装置、曲柄滑块、四杆机构。螺旋传动装置的一侧设置扳手驱动螺杆做回转运动，螺旋传动装置上的螺母与第一连杆一端连接；摩擦角测量仪上的斜面前端与第一连杆另一端连接，斜面尾端与倾斜的第一轨道前端紧贴，斜面前端上放置滑块；第一轨道上放置第一球体，轨道后端与牛顿摆的第一个球体紧贴，并在轨道后端下方设置接球的筐体；牛顿摆的最后一个球体紧贴第二球体，第二球体位于支撑架上；支撑架下方设置倾斜的第二导轨，第二导轨的前端位于支撑架下方；第二导轨末端下方设置金属球开关，金属球开关与接触器输入端连接；接触器的输出端与电机输入端连接，电机输出端通过第二连杆与凸轮机构连接；凸轮机构与平底接触；平底下方设置齿条；齿条与齿轮啮合；齿轮上设置第三连杆，第三连杆一端与滑块连接；滑块设置在滑槽中，滑块上设置第四连杆；第四连杆一端与四杆机构的连杆连接；四杆机构的第一连架杆和第二连架杆固定在背景板上，第二连架杆的手柄前端连接寻宝箱的开关。
[0005]本实用新型与现有技术相比，其显著的有点在于:(I)集成性高，选取了机械类课程中12种典型的机构与模型集成在一起；(2)连贯性好，化零为整的将选取的机构模型进行有序的组合形成一整套完整的体系；(3)趣味性强，该教具通过一个小球的历险故事最终寻到宝物，历险过程中学到机械课程中很多相应的知识，创新课堂教学模式，效果远远超出枯燥的课本和单单的视频演示，趣味横生；(4)直观性，将所有的模型实物化直接的展示在同学们面前，可亲手体验操作；(5)便捷性，采用万向轮，能方便的推进课堂进行实物教学；采用多功能实验板，各个机构能够方便的在板子上进行装拆与调整位置；材料上选择彩色有机玻璃板，轻松便捷。
[0006]下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本实用新型的整体结构示意图；
[0008]图2是螺旋传动装置的结构示意图；
[0009]图3是摩擦角测量仪的结构示意图；
[0010]图4是牛顿摆的结构示意图；
[0011]图5是平底、齿条和齿轮的组合的结构示意图；
[0012]图6是齿轮、滑块和滑槽的组合的结构示意图；
[0013]图7是四杆机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]结合图1，一种多功能教具，包括垂直于底面的背景板，以及设置于背景板上的螺旋传动装置、摩擦角测量仪、牛顿摆、金属球开关、接触器、传动装置、凸轮机构、齿轮齿条传动装置、曲柄滑块、四杆机构、转向开关。所述背景板下端设置万向轮，可以方便推动背景板。
[0015]螺旋传动装置I的一侧设置扳手驱动螺杆做回转运动，螺旋传动装置I上的螺母
1-1与第一连杆一端连接。
[0016]摩擦角测量仪2上的斜面2-1前端与第一连杆另一端连接，斜面2-1尾端与倾斜的第一轨道3前端紧贴，斜面2-1前端上放置滑块；
[0017]第一轨道上放置第一球体，轨道后端与牛顿摆4的第一个球体紧贴，并在轨道后端下方设置接球的筐体。
[0018]牛顿摆4的最后一个球体紧贴第二球体，第二球体位于支撑架5上，第二球体为金属球。
[0019]支撑架5下方设置倾斜的木质第二导轨6，第二导轨6的前端位于支撑架5下方。
[0020]第二导轨末端下方设置金属球开关7，金属球开关7为断开7电路，第二球体与金属球开关配合形成回路；金属球开关7与接触器8输入端连接。
[0021]接触器8的输出端与电机输入端连接，电机输出端通过第二连杆与凸轮机构9连接。
[0022]凸轮机构9与平底10接触。
[0023]平底10下底面设置齿条11，齿条11通过齿条支架11-1保持始终垂直于地面方向；齿条支架11-1包括支架上底面11-11、支架下底面11-12和连接支架上底面和支架下底面的支撑架11-13，支架上底面11-11和支架下底面11-12居中位置设置齿条通孔，齿条11插入齿条通孔中，支撑架11-13固定于背景板上。
[0024]平底10与支架上底面11-11之间设置压簧11-2，压簧11_2位于齿条[11]的两侦牝压簧11-2可以使的平底10与凸轮机构9始终保持相切的状态。
[0025]齿条11与齿轮12啮合。
[0026]齿轮12上设置第三连杆，第三连杆一端与滑块13-1连接。
[0027]滑块13-1设置在滑槽13-2中，滑块13_1上设置第四连杆。
[0028]第四连杆一端与四杆机构14的第一连架杆14-1的手柄连接。
[0029]四杆机构14的第一连架杆14-1和第二连架杆14-2固定在背景板上，第一连架杆14-1和第二连架杆14-2由连杆14-3连接，第二连架杆14_2的手柄前端连接寻宝箱的开关。
[0030]本实用新型的工作原理在于:转动螺旋传动装置I左侧的扳手驱动螺杆做回转运动，通过螺旋副使螺母1-1水平向右移动。螺母1-1驱动连杆增加摩擦角测量仪2上斜面
2-1的倾角，直到滑块刚开始下滑为止。滑块碰到第一轨道3上预置的第一球体使其与牛顿摆4的第一个小球触碰，根据牛顿摆的原理，第一个小球的速度顺利的传给最后一个小球，碰倒支撑架5上的第二球体，第二球体第二轨道6的滑槽滑下。第二球体滑落至金属球开关7的盒体中，使得原本断开的电路与第二球体一同组成回路，接通接触器8，此时接通了低速电机的电路。低速电机牵引连杆转动，连杆牵引凸轮机构9转动，凸轮机构9下压平底10向下运动，平底10带动齿条11垂直于地面向下运动，通过齿轮12与齿条11的啮合实现齿轮12的转动。齿轮12驱动第三连杆带动滑块13-1滑动，滑块13-1驱动第四连杆。第四连杆驱动四杆机构14的第一连架杆14-1围绕其与背景板的固定点为支点转动，第一连架杆14-1驱动连杆14-3带动第二连架杆14-2围绕其与背景板的固定点为支点转动。第二连架杆14-2开启寻宝箱的盒盖。
【权利要求】
1.一种多功能教具，包括垂直于底面的背景板，以及设置于背景板上的螺旋传动装置、摩擦角测量仪、牛顿摆、金属球开关、接触器、传动装置、凸轮机构、齿轮齿条传动装置、曲柄滑块、四杆机构，其特征在于， 螺旋传动装置[I]的一侧设置扳手[1-2]驱动螺杆做回转运动，螺旋传动装置[I]上的螺母[1-1]与第一连杆一端连接； 摩擦角测量仪[2]上的斜面[2-1]前端与第一连杆另一端连接，斜面[2-1]尾端与倾斜的第一轨道[3]前端紧贴，斜面[2-1]前端上放置滑块； 第一轨道[3]上放置第一球体，轨道后端与牛顿摆[4]的第一个球体[4-1]紧贴，并在轨道后端下方设置接球的筐体； 牛顿摆[4]的最后一个球体[4-2]紧贴第二球体，第二球体位于支撑架[5]上；支撑架[5]下方设置倾斜的第二导轨[6]，第二导轨[6]的前端位于支撑架[5]下方；第二导轨末端下方设置金属球开关[7]，金属球开关[7]与接触器[8]输入端连接；接触器[8]的输出端与低速电机[8-1]输入端连接，低速电机输出端通过第二连杆与凸轮机构[9]连接； 凸轮机构[9]与平底[10]接触； 平底[10]下底面设置齿条[11]； 齿条[11]与齿轮[12]啮合； 齿轮[12]上设置第三连杆，第三连杆一端与滑块[13-1]连接； 滑块[13-1]设置在滑槽[13-2]中，滑块[13-1]上设置第四连杆； 第四连杆一端与四杆机构[14]的第一连架杆[14-1]的前手柄[14-11]连接； 四杆机构[14]的第一连架杆[14-1]和第二连架杆[14-2]固定在背景板上，第二连架杆[14-2]的后手柄[14-21]前端连接寻宝箱[15]的开关。
2.根据权利要求1所述的多功能教具，其特征在于，第二球体由导电的金属球。
3.根据权利要求1或2所述的多功能教具，其特征在于，金属球开关为内设断开电路的盒体，第二球体与金属球开关配合形成回路。
4.根据权利要求1所述的多功能教具，其特征在于， 多功能教具还包括齿条支架[11-1]，齿条支架[11-1]包括支架上底面[11-11]、支架下底面[11-12]和连接支架上底面和支架下底面的支撑架[11-13]，支架上底面[11-11]和支架下底面[11-12]的居中位置设置齿条通孔，齿条[11]插入齿条通孔中，支撑架[11-13]固定于背景板上； 平底[10]与支架上底面[11-11]之间设置压簧[11-2]，压簧[11-2]位于齿条[11]的两侧。
5.根据权利要求1所述的多功能教具，其特征在于，背景板下端设置万向轮。
【文档编号】G09B25/00GK204010483SQ201420349597
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月28日 优先权日:2014年6月28日
【发明者】冯双记, 豆剑豪, 苏莹莉, 孙家升, 陈一鸣, 宋梅利, 范元勋 申请人:南京理工大学