拼裝式教學機械手制造技術

本發(fā)明專利技術涉及一種拼裝式教學機械手，包括底盤旋轉(zhuǎn)裝置、升降裝置、伸縮裝置和手指抓取裝置，升降裝置設在底盤旋轉(zhuǎn)裝置上，伸縮裝置設在升降裝置的上端，手指抓取裝置設在升降裝置的一端。通過底盤旋轉(zhuǎn)裝置來調(diào)節(jié)手指抓取裝置的圓周方向，通過升降裝置調(diào)節(jié)手指抓取裝置的抓取高度，通過伸縮裝置來給手指抓取裝置傳動抓取的控制動力，手指抓取裝置負責抓取物件。該教具可實現(xiàn)機械類基礎課程“教”與“學”的緊密結(jié)合；本發(fā)明專利技術的每個模塊均由多種典型的運動機構組成，學生可通過自由拼裝，組合成不同形式的機械手，便于學生掌握多種典型機構的運動原理，了解多機構組合之后的運動效果。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及一種拼裝式教學機械手，包括底盤旋轉(zhuǎn)裝置、升降裝置、伸縮裝置和手指抓取裝置，升降裝置設在底盤旋轉(zhuǎn)裝置上，伸縮裝置設在升降裝置的上端，手指抓取裝置設在升降裝置的一端。通過底盤旋轉(zhuǎn)裝置來調(diào)節(jié)手指抓取裝置的圓周方向，通過升降裝置調(diào)節(jié)手指抓取裝置的抓取高度，通過伸縮裝置來給手指抓取裝置傳動抓取的控制動力，手指抓取裝置負責抓取物件。該教具可實現(xiàn)機械類基礎課程“教”與“學”的緊密結(jié)合；本專利技術的每個模塊均由多種典型的運動機構組成，學生可通過自由拼裝，組合成不同形式的機械手，便于學生掌握多種典型機構的運動原理，了解多機構組合之后的運動效果。【專利說明】拼裝式教學機械手
本專利技術涉及一種拼裝式教學機械手。
技術介紹
交互式教學法已經(jīng)在工科類本科教學中得到逐步推廣和應用，但機械基礎類課程教學仍多采用“老師講，學生聽”為主的教學模式。課堂講授所占學時比例較大，學生獲取知識主要通過教材和PPT講義，無法直觀地了解教學內(nèi)容；傳統(tǒng)的機械基礎類課程教學手段較為單一，授課過程中較少使用教具，導致課堂互動性不高；為了通過課程考核，大部分學生僅依賴教材及復習資料對相關知識點死記硬背，無法對其真正理解和掌握；由于缺乏動手實踐環(huán)節(jié)，導致學生在課程學習結(jié)束后，往往不能對所學知識點進行靈活應用。 目前，歐美等發(fā)達國家的重點高校在機械基礎類課程教學過程中，通過各種直觀的教學手段、配合課程Project考核的方式，取得了良好的教學效果。而國內(nèi)機械基礎類課程教學仍采用以教師課堂講授為主的教學模式，通過計算機數(shù)字化教學，雖然使課程教學的直觀性得到了一定的提高，但由于信息量過大，反而使得學生難以把握知識要點。多數(shù)教學研究與實踐表明，在機械基礎類課程教學過程中，配合使用教具，更直觀、真實地展示機構運動特點，能夠起到活躍學生思維、提高課堂教學互動性的重要作用。 目前，市場上已有的機械基礎類課程教具主要包括以下三類:(I)桿機構教具一包括用于講解四桿機構的急回運動、傳動角、死點的鉸鏈四桿機構教具、曲柄搖桿機構、雙搖桿機構等典型四桿機構實例教具等；(2)凸輪機構教具一包括用于講解凸輪機構的推程運動角、遠休止角、回程運動角、行程及推桿的運動線圖教具等；(3)齒輪機構教具一包括用于齒廓嚙合傳動教具等。 上述教具制作簡單、演示方便，通過直觀地演示，利于學生了解相關傳動機構的工作原理、基本構件的主要功能。但由于功能單一，各教具相對獨立、不能組合，缺乏趣味性，使得學生課堂融入感較差，也不便于學生比較各種機構運動特性的不同。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是提供一種拼裝式教學機械手，以解決上述問題的至少一個方面。 根據(jù)本專利技術的一個方面，提供了一種拼裝式教學機械手，包括底盤旋轉(zhuǎn)裝置、升降裝置、伸縮裝置和手指抓取裝置，升降裝置設在底盤旋轉(zhuǎn)裝置上，伸縮裝置設在升降裝置的上端，手指抓取裝置設在升降裝置的一端。通過底盤旋轉(zhuǎn)裝置來調(diào)節(jié)手指抓取裝置的圓周方向，通過升降裝置調(diào)節(jié)手指抓取裝置的抓取高度，通過伸縮裝置來給手指抓取裝置傳動抓取的控制動力，手指抓取裝置負責抓取物件。 其中，底盤旋轉(zhuǎn)裝置包括底板、第一傳動機構、連接軸機構和手柄，第一傳動機構通過連接軸機構配合固定在底板上，手柄與第一傳動機構連接。 升降裝置包括第一連接軸、第二連接軸、連接法蘭、固定板、升降機構、活動板、連接板、第一移動導軌、第二移動導軌和穩(wěn)固板，連接法蘭上端面設有至少四個配合孔，其通過螺釘連接在第一傳動機構上，所述第一連接軸和第二連接軸的下端豎直配合固定在連接法蘭上端面的配合孔內(nèi)，其上端通過螺釘與連接板固定連接；固定板與活動板上均設有兩個通孔，均穿過第一連接軸和第二連接軸，固定板固定在連接軸上，活動板在連接軸上可上下滑動；所述升降機構穿過第一連接軸、第二連接軸，升降機構的下端通過連接在固定板的上端面，升降機構的上端連接在活動板的下端面。所述第一移動導軌、第二移動導軌的下端通過螺紋的連接方式對應的固定在活動板的上端面，其下端通過螺紋的連接方式固定在穩(wěn)固板的下端面。 伸縮裝置包括伸縮機構、第二傳動機構、第一導桿、第二導桿、連桿、手指前板、固定塊和滑塊連桿，第二傳動機構包括運動機構、手輪、與手輪連接的傳動桿、設有通孔的左右滑塊，傳動桿的輸出端與運動機構連接，左右滑塊分別連接固定在運動結(jié)構的左右端。所述固定塊分為第一固定塊、第二固定塊和第三固定塊，三塊固定塊每塊上均設有兩個孔，其中第一、二固定塊分別固定在穩(wěn)固板的兩端，第一導桿、第二導桿的一端依次穿過第一、第二固定塊的孔，其另一端穿過第三固定塊的孔，第一導桿、第二導桿的兩端通過螺紋方式與固定塊固定。所述的左、右滑塊分別穿過第一導桿、第二導桿，且置于第二固定塊和第三固定塊之間。所述滑塊連桿與左、右滑塊通過螺釘連接固定，其上端通過鉸鏈與連桿的一端連接。所述的手指前板通過鉸接方式連接在第一固定塊的上端，手指前板的上端通過鉸鏈與連桿的另一端連接。 手指抓取裝置連接在手指前板上，包括手指連接桿、連桿機構、帶孔的手指前擋板、固定在手指前擋板上的左右手指關節(jié)、分別連接在左右手指關節(jié)上的左右手指桿和手指鎖緊螺釘，所述手指連接桿成長條的U型狀，其兩側(cè)設有活動槽，手指連接桿的封閉端固定在手指前板上，手指連接桿的開合端通過螺釘連接手指前擋板，連桿機構置于手指連接桿中間位置，其傳動端連接在手指連接桿的內(nèi)側(cè)端，其動力輸出端穿過手指前擋板上的孔，通過左右短桿分別與左右手指桿連接。所述手指鎖緊螺釘設在手指前擋板上孔的位置，可與從孔穿過的連桿機構的連桿咬合，起到卡合固定連桿機構的作用。 作為第一傳動機構的進一步改進，第一傳動機構包括蝸輪、蝸桿、轉(zhuǎn)輪，蝸桿水平放置，其傳動端延伸至底板外；渦輪與蝸桿嚙合，通過螺釘、固定塊固定在底板上，轉(zhuǎn)輪連接在蝸桿的延伸端。底盤旋轉(zhuǎn)裝置的手柄焊接在轉(zhuǎn)輪的偏心位置。蝸輪的上端面設有至少兩個用于連接升降裝置的連接孔。通過手柄驅(qū)動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，帶動蝸桿運動，使蝸輪在水平方向做圓周運動。 作為第一傳動機構的更進一步改進，第一傳動機構包括主動齒輪和傳動齒輪，主動齒輪與傳動齒輪嚙合，均通過連接軸配合固定在底板上，傳動齒輪的上端面設有至少兩個用于連接升降裝置的連接孔。底盤旋轉(zhuǎn)裝置的手柄固定在主動齒輪的偏心位置。 本專利技術的有益效果是:與目前市場上同類產(chǎn)品相比，本專利技術將機械類基礎課程的“教”與“學”緊密結(jié)合，其優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面: (I)多機構組合演示，教學直觀化 突破傳統(tǒng)機械教具的單一演不模式，將多個機構組合成多樣式的機械手模型，向?qū)W生展示機構原理及各機構之間的運動配合，幫助學生加深理解課程知識，使學生對典型機構的原理及構造的了解更加全面。 (2)模塊化設計，易于動手實踐 集開放式教學與趣味教學于一體,整套教具包括四大模塊，各模塊包括多種實現(xiàn)機構，同一模塊不同機構可以相互替換，學生可以根據(jù)自己所學，拆卸并替換相應的機構，拼裝成形式多樣的機械手模型；另外，單個機構本身可以拆卸拼裝，增加拼裝的難度和樂趣，更好地服務于機械類基礎課程的教學，改革傳統(tǒng)教學模式，實際操作直觀、趣味性強。 (3)機構對比具體化 每個模塊都擁有一個機構庫，模塊內(nèi)部機構可相互替換，學生可以在拼裝組合的過程中分析并比較各機構的優(yōu)缺點。 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種拼裝式教學機械手，其特征在于：包括底盤旋轉(zhuǎn)裝置、升降裝置、伸縮裝置和手指抓取裝置，升降裝置設在底盤旋轉(zhuǎn)裝置上，伸縮裝置設在升降裝置的上端，手指抓取裝置設在升降裝置的一端；通過底盤旋轉(zhuǎn)裝置來調(diào)節(jié)手指抓取裝置的圓周方向，通過升降裝置調(diào)節(jié)手指抓取裝置的抓取高度，通過伸縮裝置來給手指抓取裝置傳動抓取的控制動力，手指抓取裝置抓取物件。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：蘇曉兵，王偉男，葛艷，李余毅，
申請(專利權)人：蘇曉兵，王偉男，葛艷，李余毅，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42