[实用新型]一种多功能桁架教学用具

说明书

本实用新型属于土木工程专业结构力学教学领域，具体涉及一种多功能桁架教学用具。包括多个板条和铆钉；所述板条的两端分别设置有圆孔，所述圆孔与铆钉相配合，可以将板条连接在一起。本实用新型多功能桁架教学用具解决了“平面几何组成分析”授课中无实物演示的问题，可以整体使用，也可部分使用，演示“刚片”、“自由度”、“二元体”、“几何不可变体系”、“几何可变体系”等概念；还可作为培养学生创新意识和锻炼学生动手操作能力的教学用具。具有体积小、重量轻、成本低、易加工成型、拆装方便、设计灵活，适于工业生产等优点。

技术领域

本实用新型属于土木工程专业结构力学教学领域，具体涉及一种多功能桁架教学用具。

背景技术

在面对高职学校的建筑施工技术、道路与桥梁等专业的大专学生讲授《建筑力学》课程过程中，讲解“平面杆系结构几何组成分析”时，学生面对无实物演示的讲授，难以理解“自由度”、“链杆”、“铰结点”、“几何不可变体系”、“二刚片规则”、“二元体”等相关概念。

为解决上述问题，现有技术CN1920900U公开了一种多功能桁架结构试验台，包括底座、立柱、模型架和加载装置，底座上设有加载装置，该装置通过传力轴向由连杆组成的模型架上施力，通过载荷传感器信号变化在计算机上的显示，可对不同组合的模型结构进行应力分析。

现有技术CN203982627U公开了一种多功能桁架结构试验装置，包括桁架结构、加载设备、支承设备和测量设备。装置通过反力架横梁支撑整个桁架结构，利用加载设备进行加载、卸载，通过测量设备反馈试验数据。桁架结构由杆件和铰节点盘连接；涡轮螺旋加载杆与力传感器连接。

以上装置虽可实现对相关力学概念的演示，但包含高职学生难以理解的应力测量装置，且不具备批量生产的能力。因此，有必要发明一种适用于高职高专学生的成本低、效果好且适于批量生产的教学用具。

实用新型内容

为解决现有技术存在的技术问题，本实用新型提供了一种仅由板条和铆钉组成的多功能桁架教学用具，制作了能演示链杆、铰结点、铰接三角形、铰接四边形的多功能桁架教学用具。该教学用具各部件可方便地进行拆卸、组装，可重复使用，携带方便，结构简单，还可根据学生自主创新提出的平面桁架设计，实现组装，并检验其是否几何不可变体系。以此开拓学生创新意识，锻炼动手操作能力。

具体地，本实用新型的技术方案为：

一种多功能桁架教学用具，包括多个板条和铆钉；所述板条的两端分别设置有圆孔，所述圆孔与铆钉相配合，可以将板条连接在一起。使用过程中，使用人可以按需对板条进行组装，使用完毕后，可进行拆卸，以减少空间，方便携带。所述铆钉由铆钉帽和铆钉筒构成。

进一步地，所述板条为亚克力板、轻型实木板材或磁性塑胶板中的一种或多种。选用透明、不易弯曲变形、易加工成型的亚克力板材制作桁架中的链杆，具有体积小、重量轻、成本低、拆装方便、设计灵活等特点。

进一步地，所述板条的四个角为圆角。圆角设计可以防止板条在安装及拆卸过程中划伤使用者，提高安全性。

进一步地，所述板条长度均相等，且在250mm-350mm之间。长度相同的板条设计，易于实现工业化生产，且长度在250-350mm之间，方便携带，占用空间小，同时能够保持板条连接后的稳固性。

进一步地，所述铆钉为内螺纹铆钉。使用内螺纹铆钉，在方便装卸的同时，可以提高组装后结构的稳固性。

进一步地，所述板条厚度为2-5mm。在保证安装强度及使用寿命的同时，节约原材料。

进一步地，所述板条的宽度为25-35mm。板条宽度不至过宽或过窄，在保证能够进行清晰演示的情况下，使用方便，节约用材。