[发明专利]一种机构自由度计算分析教具

说明书

技术领域

本发明涉及教具，具体的说，本发明设计一种机构自由度计算分析教具。

背景技术

机构自由度就是机构具有的独立运动的数目，因此，当机构的主动件等于自由度数时，机构就具有确定的相对运动。

平面机构的结构分析是《机械原理》课程的重要知识点，教学大纲要求学生熟练掌握此章的知识点。机构自由度计算是本章的重点，而运用机构自由度分析机构是否具有确定的相对运动是本章的难点。因此，有必要设计一套机构自由度计算分析教具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机构自由度计算分析教具，该教具采用模块化设计，实现了组件方便快捷的变换，且变换方案类别多，教学知识点演示更加全面、直观；该教具还可以结合典型案例开展教学，使理论联系实际，显著提高教学效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机构自由度计算分析教具，包括至少一个作为动力部件的摇杆机构；至少一个由摇杆机构驱动的曲柄；至少一块用于安装摇杆机构的底板，至少一根作为执行部件的横杆，至少一根作为传递部件的导杆，以及多个用于提供转动副的铰链机构和多个用于同时提供滑动副和转动副的滑动滑块；所述横杆也安装在底板上，所述曲柄与导杆通过滑动滑块连接；

该机构自由度计算分析教具还包括至少一个为滑动滑块提供滑道的滑杆，所述滑杆固定在底板上；

该机构自由度计算分析教具还包括至少一个为滑动滑块提供滑道的滑动轨，所述滑动轨固定在横杆上；

该机构自由度计算分析教具还包括至少一个连接杆，该连接杆两端分别与横杆和导杆铰接；

该机构自由度计算分析教具还包括至少一个高副组件，所述高副组件包括凹槽矩形滑道和焊接在凹槽矩形滑道背面的六角插销，以及设置在凹槽矩形滑道内的方形滑块，所述六角插销与横杆连接固定连接，所述方形滑块与导杆铰接。

作为本发明进一步的方案：所述摇杆机构包括与曲柄连接的摇杆，以及用于将曲柄安装在底板上的轴承和套筒。

作为本发明进一步的方案：所述滑动滑块包括由盖板和中通滑动腔体组成，所述中通滑动腔体上设有与转动连接的阶梯轴。

作为本发明进一步的方案：所述横杆上设有与其滑动连接的两块固定滑块，且两块固定滑块分别通过滑块固定件固定在底板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该教具结合典型的牛头刨床设计方案，通过此教具分别形象地展示了自由度为1，自由度为2，以及自由度等于0时的教学方案，让同学们对自由度的计算分析更加透彻，更加形象。通过该教具还可以分析机构是否具有确定的相对运动，以验证机构设计是否正确；该教具可实现多方案间的快速变换，达到方便、快捷的演示效果，以帮助学生对知识点的理解，并增加课堂效果。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

图1为底板的结构示意图；

图2为横杆的结构示意图；

图3为导杆的结构示意图；

图4为曲柄的结构示意图；

图5为滑动滑块的主视图；

图6为滑动滑块的左视图；

图7为阶梯轴的结构示意图；

图8为滑杆的结构示意图；

图9为滑动轨的结构示意图；

图10为连接杆的结构示意图；

图11为高副组件的主视图；

图12为高副组件的左视图；

图13为机构自由度计算分析教具实施例1的主视图；

图14为机构自由度计算分析教具实施例1的左视图；

图15为机构自由度计算分析教具实施例1的俯视图；

图16为机构自由度计算分析教具实施例2的主视图；

图17为机构自由度计算分析教具实施例2的左视图；

图18为机构自由度计算分析教具实施例2的俯视图；

图19为机构自由度计算分析教具实施例3的主视图；

图20为机构自由度计算分析教具实施例3的左视图；

图21为机构自由度计算分析教具实施例3的俯视图；