[发明专利]一种杆机构教学模型

说明书

技术领域

本发明涉及一种教具模型，尤其是涉及一种能让学生正确认识杆机构和展示任意轨迹的杆机构的教学模型。 

背景技术

教育学心理学的研究成果表明，学生在形成概念的最初阶段，都必须借助于感觉，先把具体事物的观察和接触转化成与具体事物无关的感性认识，再把感性认识转化成为抽象、概括的理性认识。学生在学习过程中，要在较短的时间内，接受人类的认识成果，为进一步认识和改造世界打好基础。人类的认识成果是由许许多多的概念表述的。在以形象思维为主要思维方式的学生中，建立概念光靠老师讲述是不行的，很多看不见摸不着的东西都要靠一些具体直观的教具把它们演示出来。所以在现代教学中，用具体模型和直观教具进行说明与进行演示操作仍然是十分重要的。 

现有杆机构教学模型在使用上有着诸多弊端：1.运动轨迹表现不直观；2.杆只能是定长直杆；3.一套装置只能演示单一的机构；4.陈列柜，只能摆在实验室；5.价格昂贵。综上所述，现有的笨重的、昂贵的杆机构教学模型陈列柜在买回来后只能摆在实验室，不能带到教室让学生自己动手摆弄。现有技术方案的解决方式是采用伸缩杆形式将两根杆合成一根来改变杆长，但这样的技术方案操作繁琐、教学效果不显著，依然不能解决动力输入、轨迹演示、曲柄滑块偏置等问题。更重要的是，这些呆板的直杆形式不能让学生全面而深刻地认识杆和杆机构甚至养成杆只能是直的思维定势。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能让学生正确认识杆机构和展示任意轨迹的杆机构的教学模型。 

一种杆机构教学模型，包括盒体、手动杆传动机构、魔轨变形机构和导轨移动机构。所述盒体为一个长方体状，其前端设置有横向内的凹槽，其左端设置有通孔。所述手动杆传动机构为Z字形手柄，所述Z字形手柄一端从盒体后端穿过所述盒体的通孔。所述导轨移动机构包括滑块和平行导轨；所述滑块活动安装在平行导轨上，所述平行导轨水平安装在盒体的凹槽内。所述魔轨变形机构设置在盒体前方，其为三条柔性杆，包括原动杆、连杆和连架杆。所述原动杆一端与穿过盒体通孔的Z字形手柄尾部固定连接，另一端与连杆铰接，所述连杆另一端与连架杆铰接，所述连架杆另一端与滑块铰接。 

进一步，所述三条柔性杆：原动杆、连杆和连架杆分别为纯铜原动杆、纯铜连杆和纯铜连架杆其截面形状为矩形，矩形长宽比范围为3：1～10：3，这样可以保证柔性杆能在同一平面内任意弯曲来调节两端铰制孔间距离，且具有足够刚度。所述原动杆一端方形孔，另一端为为铰制孔，所述连杆及连架杆两端为铰制孔，所述Z字形手柄尾部与原动杆连接处为方形转轴，所述方形转轴与原动杆一端的方孔通过螺钉固定连接，所述另一端的铰制孔与连杆一端的铰制孔通过可拆铰链铰接，所述连杆另一端的铰制孔通过可拆铰链与连架杆一端的铰制孔通过可拆铰链铰接，所述连架杆另一端的铰制孔通过可拆铰链与滑块铰接。 

进一步，还包括轨迹展示机构，所述轨迹展示机构与连杆连接，其包括指示杆、第一强磁铁和轨迹灯。所述指示杆中段为纯铜杆体，其一端设置有铁磁固定块，另一端设置有阶梯孔。所述轨迹灯设置在阶梯孔内，所述铁磁固定块 与第一强磁铁分别设置在连杆两侧，通过第一强磁铁对铁磁固定块的磁力将指示杆吸附固定在连杆上。轨迹展示机构作用是找到特殊点并由轨迹灯演示该点的运动轨迹。 

进一步，所述盒体凹槽两侧内嵌入设置有第二强磁铁。所述导轨移动机构还包括设置在平行导轨两侧的铁磁定位块和设置在滑块两侧的第三强磁铁。所述平行导轨为铁磁导轨，其表面镀有耐磨镀层。所述第三强磁铁吸附在平行导轨上。所述平行导轨通过第二强磁铁对铁磁定位块的磁力将平行导轨吸附安装在盒体凹槽内。 

进一步，还包括定长杆组件，所述定长杆组件为若干长度不一的透明扁状塑料杆，其两端设有卡槽。 

进一步，所述盒体凹槽底部和两侧设置有刻度条。 

进一步，还包括杆长调节机构，还包括杆长调节机构，所述杆长调节机构包括抓手和卡件，所述抓手设置有一平面，所述卡件为两圆柱体，所述卡件垂直安装在抓手的平面上。 

进一步，所述所述盒体横向设置有开口向上的容腔。