[发明专利]多功能立体式组合传动机构

摘要

本发明公开了一种多功能的立体式组合传动教具。包括传输小球的转轮机构；可实现变换两条路径的简单四杆机构、立式换路转盘以及卧式换路转盘；将小球弹进接收筐的凸轮弹射器；抬升小球的曲柄摇杆式上升装置、多杆上升机构、链轮式搬升装置、凸轮间隔上升装置、滑轮组提升装置以及底座；以一个小球在其中的运动为线索，立体式地展示连杆机构、凸轮机构等各种机械结构的运动规律。本发明由多个模块组成，各个模块充分考虑小球的运动速度和高度，进行传动模块的自主设计、组合和连接，使机械结构的理论与实践教学相辅相成，形成开放、互动教学氛围；立体展示多种机械传动方式，通过各模块内部部件的调节，达到组合传动机构的最佳演示和教学效果。

主权项

多功能立体式组合传动机构，具体包括小球、传输小球的转轮机构；可实现变换两条路径的四杆换路机构、立式换路转盘以及卧式换路转盘；将小球弹进接收筐的凸轮弹射器；抬升小球的曲柄摇杆上升装置、多杆上升机构、链轮式搬升装置、凸轮间隔上升装置、滑轮组提升装置以及内置以上所有装置的底座；所述转轮机构、四杆换路机构、立式换路转盘、卧式环路转盘、凸轮弹射器、曲柄摇杆上升装置、多杆上升机构、链轮式搬升装置、凸轮间隔上升装置、滑轮座提升装置上均设有小球入口与小球出口，所述每前一个装置的小球出口连接下一个装置的小球入口，所述小球在该装置内可沿着不同的路径运动；所述转轮机构包括钢丝轨道一与两个转轮，所述钢丝轨道包括直轨道与S型弯轨道，所述弯轨道与直轨道有缝连接且缝隙恰好能容小球落下；所述转轮有两个并且分别位于S型轨道的弯道内，所述S型轨道由两根半圆形轨道组成且两根半圆形轨道连接处设有恰好能容纳小球落下的缝隙，所述转轮包含八个叶片，由第一电机驱动；所述四杆换路机构包括位于底座正面的四杆机构、与四杆机构连接并且位于四杆机构右上角的接收盒一，所述四杆机构由舵机控制左右摆动；所述曲柄摇杆式上升装置包括立杆左与立杆右、左抬升臂、右抬升臂和曲柄摇杆机构，所述立杆左与立杆右固定在支架座的左右两端，所述左右抬升臂分别设有三条，所述左抬升臂等间距地可自由转动地固定在立杆左上，右抬升臂固定在立杆右上，右抬升臂高于左抬升臂，且高度位于相邻两个左抬升臂间的中线上，所述每个抬升臂末端均设有凹槽，当左抬升臂和右抬升臂分别转到最低与最高处时，左抬升臂上的凹槽与右抬升臂上的能无缝衔接，使小球从高处凹槽滚至低处凹槽；所述凸轮弹射器包括凸轮、由凸轮顶动的弹射杆、弹射杆上的接收盒二、弹簧以及竖直固定杆；所述凸轮固定在竖直固定杆中间，所述竖直固定杆固定在位于底座正面上下两侧的x型铝之间；所述弹射杆的中点处可自由转动地固定在凸轮上方的x型铝上，所述弹簧一端固定在弹射敢上靠近凸轮的一端，另一端固定在底座的x型铝材上，且保证弹簧与凸轮不发生体积干涉，当凸轮顶动的弹射杆位于最高位置时弹簧拉伸，下降到最低位置时，弹簧恢复到原长，位于接收盒二中的小球被弹入接收盒三；所述多杆上升机构包括支座、支座上的多杆机构、同时与多杆机构和支座相连的扇形偏心轮、多杆机构末端的120度连杆以及120度连杆末端的接收盒四，所述扇形偏心轮由第二电机驱动转动，从而带动120度连杆末端的接收盒四上下运动；所述接收盒四可在平面内自由转动地固定于120度连杆的末端，所述接收盒四呈长方体型，右侧面与上侧面设有开口；当接收盒四运动到最低点时，小球沿轨道滑入接收盒四中，此时盒子左倾，小球不会掉出，当接收盒四运动到最高处时，盒子右端碰到障碍物，右倾使小球滑出；所述立式换路转盘包括设置在同一根轴上且相互重叠的转盘和固定盘，所述转盘上均匀分布四个孔，孔直径大于小球，由第二电机驱动转动；所述固定盘上有两个孔，两孔的中心与圆盘轴心所成的直线互成90度，其中一个位于轴的正上方，另一个位于轴的左侧，所述固定盘上的孔与转盘上的孔孔径相等并且孔中心距离固定盘和转盘中心的距离相等；所述卧式换路转盘包括圆筒形支座、置于圆筒形支座上且两端开口的圆盘、置于圆盘内的十字型转盘以及万向节和转动手柄，所述十字型转盘最大处直径略小于圆盘内径，可在圆盘内自由转动；所述十字型转盘与转动手柄通过万向节相连，顺时针转动转动手柄时，十字型转盘逆时针转动，逆时针转动转动手柄时，十字型转盘顺时针转动；所述链轮搬升装置包括支架、固定在支架上下两端的两个链轮以及与链轮相连的链条，所述链条每隔五个链节插入有机玻璃片，所述链轮由第三电机驱动转动，所述有机玻璃片为簸箕形且底部开有不规则形的小孔，以保证小球进入有机玻璃片后不会掉出；所述凸轮间隔上升装置包括外壳，穿过外壳的凸轮轴，盘形凸轮组，由凸轮顶动的台阶组；所述盘形凸轮组由若干凸轮并排串联在凸轮轴上，相邻的两个凸轮轴心到距轴心最远点的连线互成180度；随着凸轮轴的转动，凸轮顶动的台阶依次上下运动；当台阶一在最低处时，小球掉入台阶一，此时台阶二位于最高处；当凸轮轴转过180度后，台阶一到达最高处，台阶二到达最低处，小球滑至台阶二上，依次类推，直至到达台阶八后进入末端的接收盒五；滑轮组提升装置包括滑轮支架、固定在滑轮支架右上角的定滑轮、分别位于滑轮支架左右滑槽内的动滑轮一和动滑轮二、与滑轮组上的拉线右端相连的接收盒五以及与滑轮组上的拉线左端相连的小滑块；所述小滑块位于滑轮组左侧的立式滑轨内，所述小滑块与曲柄摇杆相连；所述曲柄由第三电机带动转动，从而带动小滑块上下运动，通过滑轮组放大行程，带动接收盒五上下运动。