一種教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)臺(tái)制造技術(shù)

一種教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括機(jī)架、畫(huà)板、軌跡生成機(jī)構(gòu)，軌跡生成器，軌跡生成機(jī)構(gòu)為螺旋式可調(diào)齒輪五桿組合機(jī)構(gòu)，由互相嚙合的第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪和左上連桿、左下連桿、右上連桿、右下連桿組成。左下連桿、右下連桿的下端分別與第二齒輪、第三齒輪的輪軸連接，左下連桿和右下連桿的上端分別與左上連桿和右上連桿的下端鉸接，左上連桿和右上端通過(guò)鉸鏈軸連接，畫(huà)筆通過(guò)第一種軌跡生成器裝設(shè)在鉸鏈軸上，通過(guò)第二種軌跡生成器裝設(shè)在連桿上。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)能在線免拆卸調(diào)節(jié)連桿長(zhǎng)度，可實(shí)時(shí)在畫(huà)板上繪制連桿運(yùn)動(dòng)軌跡曲線，形象直觀，使學(xué)生更深刻的掌握連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡的運(yùn)動(dòng)特性。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)臺(tái)
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種教學(xué)用具，特別是涉及一種教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)臺(tái)。
技術(shù)介紹
平面連桿機(jī)構(gòu)教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)臺(tái)在各高校中得到了廣泛使用，但目前平面連桿機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)臺(tái)需要調(diào)節(jié)連桿長(zhǎng)度時(shí)，必須使用扳手重新拆裝，很不方便，浪費(fèi)時(shí)間，并且連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡的運(yùn)動(dòng)特性演示無(wú)法實(shí)時(shí)繪制連桿曲線，不直觀形象，不便于學(xué)生的理解。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的，是提供一種教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)臺(tái)，本專(zhuān)利技術(shù)針對(duì)以上不足設(shè)計(jì)了螺旋式可調(diào)平面連桿機(jī)構(gòu)，可以無(wú)需拆卸在線無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)連桿長(zhǎng)度，使用方便，效率高，并且設(shè)計(jì)了連桿軌跡生成器，安裝在連桿上，同時(shí)設(shè)計(jì)了可以實(shí)時(shí)繪制連桿運(yùn)動(dòng)軌跡的畫(huà)板，形象直觀，使學(xué)生更深刻的掌握連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡的運(yùn)動(dòng)特性。采用的技術(shù)方案是：一種教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括機(jī)架、軌跡生成畫(huà)板、軌跡生成機(jī)構(gòu)、軌跡生成器和電機(jī)，其特征在于：機(jī)架，包括上端橫梁、下端橫梁、左側(cè)立柱、右側(cè)立柱、五個(gè)中間立柱和底座，左側(cè)立柱、右側(cè)立柱上端分別用螺栓與上端橫梁固定連接，左側(cè)立柱和右側(cè)立柱的下端分別用螺栓與下端橫梁固定連接，左側(cè)立柱、右側(cè)立柱、上端橫梁和下端橫梁共同組成一個(gè)框架與底座用螺栓固定連接在一起。上端橫梁上橫向開(kāi)設(shè)有第一橫槽，下端橫梁上橫向開(kāi)設(shè)有第二橫槽，五個(gè)中間立柱豎直設(shè)置，五個(gè)中間立柱的上端分別通過(guò)第一螺栓桿穿過(guò)第一橫槽后通過(guò)螺母固定；五個(gè)中間立柱的下端分別通過(guò)第二螺栓桿穿過(guò)第二橫槽后用螺母固定。因此，放松第一螺栓桿和第二螺栓桿可調(diào)節(jié)五個(gè)中間立柱之間的橫向距離，便于安裝不同的軌跡生成機(jī)構(gòu)。每個(gè)中間立柱上安裝有多個(gè)滑塊，滑塊能沿中間立柱上、下滑動(dòng)，滑動(dòng)到設(shè)定位置后通過(guò)螺栓擰緊定位，每個(gè)滑塊上有安裝通孔。軌跡生成畫(huà)板上端鑲嵌在上連接件的凹槽內(nèi)，上連接件另一端與上支架的一端用螺栓連接，上支架的另一端用螺栓與上端橫梁固定連接，軌跡生成畫(huà)板下端鑲嵌在下連接件的凹槽內(nèi)，下連接板的另一端與下支架的一端用螺栓連接，下支架的另一端與底座固定連接。軌跡生成機(jī)構(gòu)，為螺旋式可調(diào)齒輪五桿組合機(jī)構(gòu)，包括三個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)和螺旋式可調(diào)連桿機(jī)構(gòu)。三個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)，包括第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪，第二齒輪、第一齒輪和第三齒輪的輪軸穿過(guò)對(duì)應(yīng)的一個(gè)中間立柱上的滑塊上的安裝通孔連接，且第一齒輪分別與第二齒輪和第三齒輪嚙合。螺旋式可調(diào)連桿機(jī)構(gòu)，包括左上連桿、左下連桿、右上連桿和右下連桿，左下連桿和右下連桿的下端分別通過(guò)螺栓與第二齒輪和第三齒輪的輪軸連接。左下連桿和右下連桿的上端分別通過(guò)螺栓與左上連桿和右上連桿鉸接。左上連桿和右上連桿的上端通過(guò)鉸鏈軸連接。畫(huà)筆通過(guò)軌跡生成器與鉸鏈軸連接。左上連桿、左下連桿和右上連桿、右下連桿在結(jié)構(gòu)上相同，以左上連桿為例，連桿左端為左旋傳動(dòng)外螺紋桿，右端為右旋傳動(dòng)外螺紋桿,中間為一空心調(diào)節(jié)套筒，調(diào)節(jié)套筒左端加工成左旋傳動(dòng)內(nèi)螺紋，與連桿左旋傳動(dòng)外螺紋桿旋入配合，調(diào)節(jié)套筒右端加工成右旋傳動(dòng)內(nèi)螺紋,與連桿右旋傳動(dòng)外螺紋桿旋入配合，為了避免左旋傳動(dòng)外螺紋桿和右旋傳動(dòng)外螺紋桿兩端相互轉(zhuǎn)動(dòng)，在左旋傳動(dòng)外螺紋桿和右旋傳動(dòng)外螺紋桿上分別加工一個(gè)凹槽，將卡片兩端分別嵌在凹槽內(nèi)，然后將調(diào)節(jié)套筒從左旋傳動(dòng)外螺紋桿和右旋傳動(dòng)外螺紋桿兩端分別旋入，由于連桿兩端螺紋旋向相反，這樣通過(guò)旋轉(zhuǎn)中間調(diào)節(jié)套筒就可以無(wú)須拆卸在線調(diào)節(jié)桿長(zhǎng)，向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)中間調(diào)節(jié)套筒使連桿伸長(zhǎng)，向另一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)中間調(diào)節(jié)套筒則使連桿縮短；從而達(dá)到免拆卸在線無(wú)極調(diào)節(jié)連桿長(zhǎng)度的目的。使機(jī)構(gòu)由于桿長(zhǎng)的變化具有不同的運(yùn)動(dòng)特性，同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)各桿長(zhǎng)度可以方便地在畫(huà)板上演示連桿可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定軌跡的功能，使學(xué)生形象、直觀地加深對(duì)這部分知識(shí)的理解。軌跡生成器，包括畫(huà)筆、筆套、套筒、連接件和彈簧。畫(huà)筆緊配合插入筆套內(nèi)，筆套外緣上有凸臺(tái)，筆套一端穿過(guò)套筒，筆套與套筒形成間隙配合，套筒內(nèi)緣邊卡在筆套外緣的凸臺(tái)上，套筒另一端與連接件以螺紋連接的方式連接在一起，在套筒內(nèi)裝有彈簧，彈簧上端頂在筆套下端，彈簧下端頂在連接件上端，連接件下端的外螺紋旋入鉸鏈軸上內(nèi)螺紋孔內(nèi)，使軌跡生成器直接固定安裝在連桿機(jī)構(gòu)鉸鏈點(diǎn)上，左上連桿和右上連桿通過(guò)鉸鏈軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，然后通過(guò)調(diào)節(jié)左上連桿和右上連桿以及左下連桿和右下連桿的桿長(zhǎng)，在畫(huà)板上繪制出不同的連桿曲線。電機(jī)輸出軸上裝設(shè)的第一皮帶輪與裝設(shè)在第三齒輪的輪軸上的第二皮帶輪通過(guò)皮帶連接。本專(zhuān)利技術(shù)可使畫(huà)筆在軌跡生成畫(huà)板上實(shí)時(shí)繪制出連桿曲線，形象直觀，通過(guò)繪制出的實(shí)際軌跡與理論計(jì)算結(jié)果相對(duì)比，若基本無(wú)差別，說(shuō)明設(shè)計(jì)合理，若差別較大，找出原因并加以解決，讓學(xué)生從理論走向?qū)嶋H，鍛煉學(xué)生們解決實(shí)際問(wèn)題的能力。附圖說(shuō)明圖1是本專(zhuān)利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖1的左視圖。圖4是連桿分解示意圖。圖5是連桿伸長(zhǎng)狀態(tài)示意圖。圖6是連桿縮短示意圖。圖7是軌跡生成畫(huà)板連接示意圖。圖8是第一種軌跡生成器結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是軌跡生成器安裝在左上連桿和右上連桿的鉸鏈點(diǎn)上示意圖。圖10是圖9的右視圖。具體實(shí)施方式一種教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括機(jī)架6、軌跡生成畫(huà)板4、軌跡生成機(jī)構(gòu)15、軌跡生成器39和電機(jī)1，其特征在于：機(jī)架6，包括上端橫梁9、下端橫梁10、左側(cè)立柱11、右側(cè)立柱12、五個(gè)中間立柱13和底座14，左側(cè)立柱11、右側(cè)立柱12上端分別用螺栓與上端橫梁9固定連接，左側(cè)立柱11和右側(cè)立柱12的下端分別用螺栓與下端橫梁10固定連接。左側(cè)立柱11、右側(cè)立柱12、上端橫梁9和下端橫梁10共同組成一個(gè)框架與底座14用螺栓固定連接在一起。上端橫梁9上橫向開(kāi)設(shè)有第一橫槽7，下端橫梁10上橫向開(kāi)設(shè)有第二橫槽8，五個(gè)中間立柱13豎直設(shè)置，五個(gè)中間立柱13的上端分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的第一螺栓桿16穿過(guò)第一橫槽7后通過(guò)螺母固定；五個(gè)中間立柱13的下端分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的第二螺栓桿40穿過(guò)第二橫槽8后用螺母固定。因此，放松第一螺栓桿16和第二螺栓桿40可調(diào)節(jié)五個(gè)中間立柱之間的橫向距離，便于安裝不同的軌跡生成機(jī)構(gòu)。每個(gè)中間立柱13上安裝有多個(gè)滑塊17，滑塊17能沿中間立柱13上、下滑動(dòng)，滑動(dòng)到設(shè)定位置后通過(guò)螺栓擰緊定位，每個(gè)滑塊17上有安裝通孔5。軌跡生成畫(huà)板4上端鑲嵌在上連接件20的凹槽內(nèi)，上連接件20另一端與上支架21的一端用螺栓22連接，上支架21的另一端用螺栓23與上端橫梁9固定連接，軌跡生成畫(huà)板4下端鑲嵌在下連接件24的凹槽內(nèi)，下連接件24的另一端與下支架25的一端用螺栓連接，下支架25的另一端與底座14用螺栓固定連接。軌跡生成機(jī)構(gòu)15，為螺旋式可調(diào)齒輪五桿組合機(jī)構(gòu)，包括三個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)和螺旋式可調(diào)連桿機(jī)構(gòu)。三個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)，包括第一齒輪38、第二齒輪41和第三齒輪42，第一齒輪38、第二齒輪41和第三齒輪42的輪軸安裝在中間立柱13上的滑塊17上的安裝通孔5內(nèi)，且第一齒輪38分別與第二齒輪41和第三齒輪42嚙合。螺旋式可調(diào)連桿機(jī)構(gòu)，包括左上連桿36、左下連桿43、右上連桿37和右下連桿44，左下連桿43和右下連桿44的下端分別通過(guò)螺栓與第二齒輪41和第三齒輪42的輪軸連接。左下連桿43和右下連桿44的上端分別通過(guò)螺栓與左上連桿36和右上連桿37鉸接。左上連桿36和右上連桿37的上端通過(guò)鉸鏈軸35連接。畫(huà)筆19通過(guò)軌跡生成器39與鉸鏈軸35連接。左下連桿43、左上連桿36、右下連桿44和右上連桿37在結(jié)構(gòu)上均相同，以左上連桿36為例，連桿左端為左本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括機(jī)架（6）、軌跡生成畫(huà)板（4）、軌跡生成機(jī)構(gòu)（15）、軌跡生成器（39）和電機(jī)（1），其特征在于：機(jī)架（6），包括上端橫梁（9）、下端橫梁（10）、左側(cè)立柱（11）、右側(cè)立柱（12）、五個(gè)中間立柱（13）和底座（14），左側(cè)立柱（11）、右側(cè)立柱（12）上端分別用螺栓與上端橫梁（9）固定連接，左側(cè)立柱（11）和右側(cè)立柱（12）的下端分別用螺栓與下端橫梁（10）固定連接；左側(cè)立柱（11）、右側(cè)立柱（12）、上端橫梁（9）和下端橫梁（10）共同組成一個(gè)框架與底座（14）用螺栓固定連接在一起；上端橫梁（9）上橫向開(kāi)設(shè)有第一橫槽（7），下端橫梁（10）上橫向開(kāi)設(shè)有第二橫槽（8），五個(gè)中間立柱（13）豎直設(shè)置，五個(gè)中間立柱（13）的上端分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的第一螺栓桿（16）穿過(guò)第一橫槽（7）后通過(guò)螺母固定；五個(gè)中間立柱（13）的下端分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的第二螺栓桿（40）穿過(guò)第二橫槽（8）后用螺母固定；因此，放松第一螺栓桿（16）和第二螺栓桿（40）可調(diào)節(jié)五個(gè)中間立柱之間的橫向距離，便于安裝不同的軌跡生成機(jī)構(gòu)；每個(gè)中間立柱（13）上安裝有多個(gè)滑塊（17），滑塊（17）能沿中間立柱（13）上、下滑動(dòng)，滑動(dòng)到設(shè)定位置后通過(guò)螺栓擰緊定位，每個(gè)滑塊（17）上有安裝通孔（5）；軌跡生成畫(huà)板（4）上端鑲嵌在上連接件（20）的凹槽內(nèi)，上連接件（20）另一端與上支架（21）的一端用螺栓（22）連接，上支架（21）的另一端用螺栓（23）與上端橫梁（9）固定連接，軌跡生成畫(huà)板（4）下端鑲嵌在下連接件（24）的凹槽內(nèi)，下連接板（24）的另一端與下支架（25）的一端用螺栓連接，下支架（25）的另一端與底座（14）用螺栓固定連接；軌跡生成機(jī)構(gòu)（15），為螺旋式可調(diào)齒輪五桿組合機(jī)構(gòu)，包括三個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)和螺旋式可調(diào)連桿機(jī)構(gòu)，三個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)，包括第一齒輪（38）、第二齒輪（41）和第三齒輪（42），第一齒輪（38）、第二齒輪（41）和第三齒輪（42）的輪軸安裝在對(duì)應(yīng)的一個(gè)中間立柱（13）上的滑塊（17）上的安裝通孔（5）內(nèi)，且第一齒輪（38）分別與第二齒輪（41）和第三齒輪（42）嚙合；螺旋式可調(diào)連桿機(jī)構(gòu)，包括左上連桿（36）、左下連桿（43）、右上連桿（37）和右下連桿（44），左下連桿（43）和右下連桿（44）的下端分別通過(guò)螺栓與第二齒輪（41）和第三齒輪（42）的輪軸連接，左下連桿（43）和右下連桿（44）的上端分別通過(guò)螺栓與左上連桿(36)和右上連桿（37）鉸接；左上連桿（36）和右上連桿（37）的上端通過(guò)鉸鏈軸（35）連接，畫(huà)筆（19）通過(guò)軌跡生成器（39）與鉸鏈軸（35）連接。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種教學(xué)演示實(shí)驗(yàn)臺(tái)，包括機(jī)架(6)、軌跡生成畫(huà)板(4)、軌跡生成機(jī)構(gòu)(15)、軌跡生成器(39)和電機(jī)(1)，其特征在于：機(jī)架(6)，包括上端橫梁(9)、下端橫梁(10)、左側(cè)立柱(11)、右側(cè)立柱(12)、五個(gè)中間立柱(13)和底座(14)，左側(cè)立柱(11)、右側(cè)立柱(12)上端分別用螺栓與上端橫梁(9)固定連接，左側(cè)立柱(11)和右側(cè)立柱(12)的下端分別用螺栓與下端橫梁(10)固定連接；左側(cè)立柱(11)、右側(cè)立柱(12)、上端橫梁(9)和下端橫梁(10)共同組成一個(gè)框架與底座(14)用螺栓固定連接在一起；上端橫梁(9)上橫向開(kāi)設(shè)有第一橫槽(7)，下端橫梁(10)上橫向開(kāi)設(shè)有第二橫槽(8)，五個(gè)中間立柱(13)豎直設(shè)置，五個(gè)中間立柱(13)的上端分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的第一螺栓桿(16)穿過(guò)第一橫槽(7)后通過(guò)螺母固定；五個(gè)中間立柱(13)的下端分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的第二螺栓桿(40)穿過(guò)第二橫槽(8)后用螺母固定；因此，放松第一螺栓桿(16)和第二螺栓桿(40)可調(diào)節(jié)五個(gè)中間立柱之間的橫向距離，便于安裝不同的軌跡生成機(jī)構(gòu)；每個(gè)中間立柱(13)上安裝有多個(gè)滑塊(17)，滑塊(17)能沿中間立柱(13)上、下滑動(dòng)，滑動(dòng)到設(shè)定位置后通過(guò)螺栓擰緊定位，每個(gè)滑塊(17)上有安裝通孔(5)；軌跡生成畫(huà)板(4)上端鑲嵌在上連接件(20)的凹槽內(nèi)，上連接件(20)另一端與上支架(21)的一端用螺栓(22)連接，上支架(21)的另一端用螺栓(23)與上端橫梁(9)固定連接，軌跡生成畫(huà)板(4)下端鑲嵌在下連接件(24)的凹槽內(nèi)，下連接件(24)的另一端與下支架(25)的一端用螺栓連接，下支架(25)的另一端與底座(14)用螺栓固定連接；軌跡生成機(jī)構(gòu)(15)，為螺旋式可調(diào)齒輪五桿組合機(jī)構(gòu)，包括三個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)和螺旋式可調(diào)連桿機(jī)構(gòu)，三個(gè)齒輪機(jī)構(gòu)，包括第一齒輪(38)、第二齒輪(41)和第三齒輪(42)，第一齒輪(38)、第二齒輪(41)和第三齒輪(42)的輪軸安裝在中間立柱(13)上的滑塊(17)上的安裝通孔(5)內(nèi)，且第一齒輪(38)分別與第二齒輪(41)和第三齒輪(4...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李金泉，陶軍，劉遲，蔣偉，王彥，陳琳，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：沈陽(yáng)理工大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：遼寧;21