[发明专利]一种典型传动机构综合展示教具

说明书

技术领域

本发明属于教学仪器领域，具体涉及一种典型传动机构综合展示教具。

背景技术

机械原理是一门研究机构和机器的学科，是一门技术基础课程，对于以后机械学科的深入学习起着重要的铺垫作用。然而这样一门重要的基础课程却让许多机械专业学生颇为头痛。经调查后发现主要是机械原理理论性太强，对于很多运动形式很难想象，课本文字的描述显得枯燥乏味。于是在机械原理课堂上，教具的演示指导作用就显得十分重要了，它能让同学们更直观地去了解和认识机构，而实验室那种大型的机械原理教具模型，更适合于去参观，不便携带到课堂上与同学们互动，而且价格昂贵。单个演示一种机构的教具，功能单一并且不能定量分析。

近年来，随着机电一体化技术日益成熟，使产品高附加值化，即多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化，并使产品结构向轻、薄、短、小巧化方向发展，不断满足人们生活的多样化需求和生产的省力化、自动化需求。因此，亟需一种利用机电一体化技术、造型紧凑、质量轻、功能全且价格低廉的机械原理典型机构教具，以提高机械原理课程的教学质量与效率，满足国内外各大高校的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种典型传动机构综合展示教具，将机械原理课程中的典型机构提取出来，采用机电一体化的手段，通过无线传输技术，不仅使典型机构真实地运动起来，而且可以检测出运动机构参数，便于定量分析。

本发明包括展示箱体、曲柄摇杆机构、平面四杆机构演化机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系机构、棘轮机构、槽轮机构和控制模块。所述展示箱体的底部设有支撑脚，顶部设有把手；所述的曲柄摇杆机构、平面四杆机构演化机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系机构、棘轮机构和槽轮机构均设置在展示箱体的侧面上，且分别通过设置在展示箱体内的一个伺服电机输入动力，每个伺服电机设有电机开关。

所述的曲柄摇杆机构包括第一曲柄、摇杆和第一连杆；曲柄摇杆机构所在的展示箱体侧面设有白纸；所述第一曲柄和摇杆的一端均与展示箱体铰接；第一曲柄通过第一个伺服电机输入动力；所述第一连杆的两端分别与第一曲柄和摇杆的另一端铰接，且铰接处均固定有铅笔，铅笔的笔尖与白纸接触。

所述的平面四杆机构演化机构可以是曲柄摇块机构、摆动导杆机构、非偏置曲柄滑块机构或偏置曲柄滑块机构中的一种；平面四杆机构演化机构所在的展示箱体侧面开设有曲柄第一铰接孔、曲柄第二铰接孔、曲柄第三铰接孔、曲柄第四铰接孔、导杆铰接孔和摇块铰接孔；所述平面四杆机构演化机构通过第二个伺服电机输入动力。

所述的凸轮机构包括凸轮第一从动件、凸轮、导轨和凸轮第二从动件；所述的凸轮与展示箱体铰接，并通过第三个伺服电机输入动力；所述的导轨与展示箱体固定；凸轮第一从动件和凸轮第二从动件均竖直设置, 所述凸轮第一从动件的轴心线与凸轮的铰接中心之间设有间距，凸轮第二从动件的轴心线与凸轮的铰接中心对齐设置；凸轮第一从动件和凸轮第二从动件均与导轨通过滑动副连接，且凸轮第一从动件和凸轮第二从动件均开设有固定孔；凸轮第一从动件与凸轮通过凸轮副连接，凸轮第二从动件在其固定孔处与导轨通过螺钉固定。导轨上安装有位移传感器，凸轮上安装有角度传感器。

所述的齿轮机构包括三对不同变位系数的齿轮副，分别为无变位齿轮副、负变位齿轮副和正变位齿轮副；所述三对齿轮副的主动齿轮和从动齿轮均与展示箱体铰接，且三对齿轮副的主动齿轮分别通过第四个伺服电机、第五个伺服电机及第六个伺服电机输入动力。