趣味机械智能教学装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机械类专业趣味机械智能教学装置。
【背景技术】
[0002]《机械原理》、《机械设计》是机械类专业的主干课程，针对课程中所涉及的齿轮机构、凸轮推杆机构、连杆机构、蜗轮蜗杆机构、链传动、带传动特点的教学，目前所采用的都是单独教学模式，分别为任务驱动型方法、多媒体教学法、启发式教学方法、现场教学法。
[0003]前三种方法能够很好地讲解各机构各自的特点，但是，每种机构特点的教学都是彼此独立的展开，虽然书本中直接阐述了各机构的相同点与不同点，但是不能在实验中得到验证，不能很好地构建各个机构之间的相互关联，继而不能理解各机构的利弊以及现实中使用各个机构的原因。
【发明内容】
[0004]为了解决上述现有教学不足，本发明提供一种趣味机械智能教学装置，该装置可以直观展示齿轮机构、凸轮推杆机构、连杆机构、蜗轮蜗杆机构、链传动、带传动各个机构之间的相互关联以及各自个机构的特点，特别是有利于课堂教学演示，携带方便，有利于学生理解各机构的利弊以及现实中使用各个机构的原因。
[0005]本发明通过以下技术方案实现:
[0006]一种趣味机械智能教学装置，包括基座，其上安装有机构演示单元、动力源、机械控制单元和语音播放系统；所述机构演示单元包含链传动和带传动机构的演示单元1、连杆机构和凸轮推杆机构的演示单元I1、涡轮蜗杆机构和渐开线圆柱齿轮机构的演示单元III;所述演示单元II和演示单元III平行固定在基座上，所述演示单元I垂直于演示单元II和演示单元III固定在基座上；所述动力源和机械控制单元平行于演示单元I固定在基座上。
[0007]进一步，所述动力源为电源适配器将交流电转换为12V的直流电；所述机械控制单元包括单片机和与单片机连接的L298N驱动模块；所述语音播放系统包括带USB接口的音箱和通过USB接口连接在音箱上的音频储存设备；所述电源适配器连接单片机，所述L298N驱动模块与所述机构演示单元上的电机连接；所述动力源还连接音箱；通过计算机向单片机内输入控制程序，单片机控制L298N驱动模块从而实现对机械演示单元运动的控制，同时音箱同步播放音频储存设备上储存的知识点。
[0008]进一步，所述演示单元I，包括设置在基座上的升降台，升降台的上底板上固定设置有透明的有机玻璃罩；有机玻璃罩内壁的一侧上安装有带轮机构，其另一侧上安装有与带轮机构平行设置的链轮机构；有机玻璃罩对应两外壁上固定设置有电机，电机轴穿过玻璃板通过联轴器分别与小带轮轴和小链轮轴连接，实现带动带轮和链轮运转；有机玻璃罩内部盛装油水混合物，带轮和链轮下缘部分浸入液面中。
[0009]进一步，所述演示单元II，包括设置在基座上的升降台，所述升降台的上底板上垂直设置有机玻璃板；所述有机玻璃板的一侧上固定设置有凸轮推杆机构和连杆机构，其另一侧上固定设置有两台电机，电机轴穿过所述有机玻璃板通过联轴器连接曲柄轴和凸轮轴，实现带动凸轮推杆机构和连杆机构运转；所述连杆机构的中间杆和凸轮推杆机构的推杆的端部设计成挂钩形状并延伸至有机玻璃板外侧便于观察。
[0010]进一步，所述演示单元III，包括设置在基座上的升降台，所述升降台的上底板上垂直设置有机玻璃板，所述有机玻璃板上的一侧上依次固定设置有涡轮蜗杆机构和渐开线圆柱齿轮机构，涡轮蜗杆机构的蜗杆通过联轴器与固定在有机玻璃板上的电机轴连接；其另一侧上固定设置有另一电机，电机轴穿过所述玻璃板通过联轴器连接小齿轮轴，实现带动涡轮蜗杆机构和渐开线圆柱齿轮机构运转；大齿轮和蜗轮端面上设置有一个红色亮点便于观察。
[0011]进一步，所述升降台包括上底板和下底板，所述下底板固定安装在基座上；所述上底板和下底板之间固定设置有桁架，所述桁架之间连接有轴，轴上开设有螺纹孔和光孔；所述轴上螺纹孔连接有螺纹轴，所述螺纹轴的另一端通过联轴器与电机轴连接；所述电机还刚性连接有与螺纹轴平行的光轴，所述光轴的另一端伸入所述轴上的光孔内间隙配合。
[0012]本发明的有益效果:
[0013]本发明的趣味机械智能教学装置将齿轮机构和蜗轮蜗杆机构、凸轮推杆机构和连杆机构、链传动和带传动三个机构演示单元设置在基座上，动力源与机械控制单元连接，机械控制单元的控制模块与机构演示单元上的电机连接，利用计算机向单片机输入程序，演示过程中，启动动力源，单片机根据输入程序控制机构演示单元运动，同时语音播放系统同步播放演示的知识点。六种机构演示均设置在一个基座上进行展示，便于比较；同时语音同步播报演示的知识点，进一步加深对各个运动机构的理解。
【附图说明】
[0014]图1为装置整体结构立体示意图；
[0015]图2为装置整体结构俯视图；
[0016]图3为链传动和带传动的演示单元I示意图；
[0017]图4为凸轮机构和连杆机构的演示单元II示意图；
[0018]图5为齿轮机构和涡轮蜗杆机构III示意图；
[0019]图6为升降台立体示意图。
[0020]附图标记:
[0021]1-基座；2-动力源；3-机械控制单元；4-演示单元I ;5_演示单元II ;6-演示单元III ； 7-升降台；8-有机玻璃罩；9-带轮机构；10_链轮机构；11-电机；12-有机玻璃板；13-凸轮推杆机构；14_连杆机构；15-推杆；16-中间杆；17-渐开线圆柱齿轮机构；18_涡轮蜗杆机构；19-桁架；20-下底板；21-上底板；22-光轴；23_光孔；24-螺纹轴；25-螺纹孔；26-轴。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明作详细说明:
[0023]如图1和图2所示，一种趣味机械智能教学装置，包括基座1，其上安装有机构演示单元、动力源2、机械控制单元3和语音播放系统。所述机构演示单元包含链传动和带传动机构的演示单元I 4、连杆机构和凸轮推杆机构的演示单元II 5、涡轮蜗杆机构和渐开线圆柱齿轮机构的演示单元III6。所述演示单元II 5和演示单元III6平行固定在基座I上，所述演示单元I 4垂直于演示单元II 5和演示单元III 6固定在基座I上，所述动力源2和机械控制单元3平行于演示单元I固定在基座I上。
[0024]所述动力源2为电源适配器将交流电转换为12V的直流电。所述机械控制单元3包括单片机和与单片机连接的L298N驱动模块。所述语音播放系统包括带USB接口的音箱和通过USB接口连接在音箱上的音频储存设备。所述电源适配器连接单片机，所述L298N驱动模块与所述机构演示单元上的电机连接，所述动力源2还连接音箱。通过计算机向单片机内输入控制程序，单片机控制L298N驱动模块从而实现对机械演示单元运动的控制，同时音箱同步播放音频储存设备上储存的知识点语音。
[0025]如图1-3所示，所述演示单元I 4，包括设置在基座I上的升降台7，升降台7的上底板21上固定设置有透明的有机玻璃罩8。有机玻璃罩8内壁的一侧上安装有带轮机构9，其另一侧上安装有与带轮机构平行设置的链轮机构10。有机玻璃罩8对应两外壁上固定设置有电机11，电机轴穿过玻璃板通过联轴器分别与小带轮轴和小链轮轴连接，实现带动带轮和链轮运转。有机玻璃罩8内部盛装油水混合物，带轮和链轮下缘浸入液面下10_。
[0026]如图1、图2