[发明专利]一种平面连杆机构演示装置

说明书

本发明涉及一种平面连杆机构演示装置，铰链四杆机构包括机架、第一连架杆、第一连杆以及第二连架杆，机架固定于支撑架上，机架包括平行设置的第一横杆和第二横杆；第一连杆与第一连架杆以及第二连架杆、第二连架杆与第二横杆分别通过转动副连接，第一连架杆上设置有第一调节件，用于沿第一连架杆的轴向方向调节第一连架杆与第一连杆的连接位置；第一连杆上设置有第二调节件，用于沿第一连杆轴向方向调节第一连杆与第二连架杆的连接位置；第二横杆上设置有第三调节件，用于调节第二连架杆与第二横杆连接位置；驱动机构用于驱动第一连架杆转动。基于本发明的装置可以实现对多种平面连杆机构的工作原理、基本结构进行演示。

技术领域

本发明属于教学教具技术领域，具体涉及一种平面连杆机构演示装置。

背景技术

平面四杆机构是一种应用十分广泛的机构，在机械原理课程中占有重要地位，是课堂重点内容，是机构学的重要组成部分，在教学中使用具体、直观的教具模型进行操作演示，有助于学生理解和掌握四杆机构的特性。目前在教学中教师通常采用仿真动画配合PPT、四杆机构教学模型陈列柜来进行演示，由于陈列柜笨重、体积大，通常摆放在实验室，与课堂分离而使教学效果大打折扣；且现有教具不能有效地展现机构的急回特性，使得学生对该概念的理解只能停留在公式的推理与分析上，学生学习起来生涩难懂、感到乏味无趣；在传统教学模型中，由于杆机构尺寸不变，每一种形式的四杆机构就需要一个教学模型进行展示，数量繁多、体积庞大、不便携带；常规的四连杆机构实验台，一般采用更换连杆来适应不同杆件长度的实验要求，这种实验台需要预备大量的连杆以备更换使用，而且实验过程中需要不断拆装杆件，实验操作不方便且费时。

随着教育事业的发展，各种专业化的教具越来越受教师和学生的亲睐，需要达到直观性教学，丰富课堂类容，开阔学生思维的要求，目前的机械原理教具很多都不能满足多种机构的直观演示，不能实现不同机构运动特性的比较，很多时候仅靠单一固定结构教具演示，无法加以区别和产生对比，同时市场上的四杆机构实验台、教学陈列柜单一且昂贵。为克服传统四杆机构教学陈列柜展示效果刻板、不便携带、模型众多、杆件拆装不方便等弊端，设计开发方便实用的平面连杆机构实验装置很有必要。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种平面连杆机构演示装置，通过该装置可以实现对多种平面连杆机构的工作原理、基本结构进行演示，同时可对不同机构的运动特性进行比较，操作简单快捷，能激发同学们的学习兴趣，锻炼同学们的动手能力。

本本发明提供了一种平面连杆机构演示装置，包括支撑架、铰链四杆机构以及驱动机构，所述铰链四杆机构包括机架、第一连架杆、第一连杆以及第二连架杆，所述机架固定于所述支撑架上，所述机架包括平行设置的第一横杆和第二横杆；所述第一连杆与所述第一连架杆以及第二连架杆、所述第二连架杆与所述第二横杆分别通过转动副连接，所述第一连架杆上设置有第一调节件，用于沿第一连架杆的轴向方向调节所述第一连架杆与第一连杆的连接位置；所述第一连杆上设置有第二调节件，用于沿第一连杆轴向方向调节第一连杆与第二连架杆的连接位置；所述第二横杆上设置有第三调节件，用于调节所述第二连架杆与所述第二横杆连接位置；所述驱动机构设置于所述第一横杆上，用于驱动所述第一连架杆转动。

连杆机构定义：由若干刚性构件用低副(转动副、移动副、球面副、球销副或螺旋副等)联接而成的机构称为连杆机构，又称为低副机构。连杆机构常以包含的构件数命名，如四杆机构、多杆机构(五杆机构、六杆机构)。铰接四杆机构是所有运动副均为转动副的平面四杆机构，它是平面四杆机构的最基本的型式，其他的平面四杆机构都可看作是在它的基础上通过变异而成，铰接四杆机构具有三种基本型式：曲柄摇杆机构、双曲柄机构以及双摇杆机构。曲柄摇杆机构是两连架杆中一个为曲柄，另一个为摇杆的四杆机构，曲柄作360°周转运动，摇杆作往复运动；双曲柄机构是两连架杆都是曲柄，都能作360°周转运动的四杆机构，主动曲柄作等速转动，从动曲柄作变速转动；双摇杆机构是两连接架均为摇杆，只能作往复摆动的机构，一般是主动摇杆作等速摆动，从动摇杆作变速摆动；若不满足杆长之和条件，该机构始终为双摇杆机构。