[发明专利]基于连杆机构的多功能教具

说明书

技术领域

本发明涉及一种教学用具，具体涉及一种基于连杆机构的能够实现凸轮曲线形成过程、曲柄滑块机构中滑块速度定性分析、连杆机构中连杆速度定性分析、运动确定性条件分析等多功能的教学用具。

背景技术

目前，在机械类课程的课堂教学过程中很少、甚至不用教具，学生理解和掌握此类课程相关知识时多靠想象，很难达到课堂教学的效果。机械类教具的使用大大加快了学生理解和掌握课堂知识的过程，应用前景广泛。机械类课程的知识点前后联系紧密，如果有一套教具能把学到的知识点进行功能的集成，可以进行多个知识点的传播和演示，将大大提高教具的使用价值。

发明内容

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种基于连杆机构的多功能教具，其包括设置在教具主支架上的教具主驱动机构、滑块速度描绘机构以及凸轮曲线描绘机构，所述教具主驱动机构包括第一电机、皮带轮、第一链轮、第二链轮、链条、蜗杆、蜗轮以及主轴，所述滑块速度描绘机构包括光杆滑块、光杆、第一连杆、第二连杆、圆筒、圆筒轴、圆筒左、右支架以及圆筒竖直笔，所述凸轮曲线描绘机构包括所述光杆滑块、光杆、蜗杆、第一连杆、第二连杆以及圆盘和圆盘水平笔；所述教具主支架包括水平基板以及固定在水平基板一侧上的长方体框架，其中长方体框架包括左、右两侧各两根的支柱、连接左侧两根支柱的左竖梁、连接右侧两根支柱的右竖梁以及连接左、右竖梁的若干横梁；所述第一电机固定在水平基板上的长方体框架内部，第一电机输出轴与皮带轮相连，所述圆筒轴穿过皮带轮并通过圆筒左、右支架固定在长方体框架内部，穿过皮带轮的圆筒轴一侧还连接第一链轮，所述圆筒轴上固定有圆筒，所述蜗杆与左、右竖梁相连并平行于横梁设置，所述第二链轮固定在蜗杆上并与第一链轮通过链条连接，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述主轴穿过蜗轮并固定支撑蜗轮，所述光杆与左、右竖梁相连与蜗杆平行并具有间隔，所述光杆上设有光杆滑块，所述光杆滑块与第一连杆一端铰接，第一连杆另一端与第二连杆一端铰接，第二连杆另一端与主轴的一端铰接，所述光杆滑块上还固定设置有圆筒竖直笔以及圆盘水平笔，所述圆筒竖直笔与圆筒接触，所述圆盘水平笔与固定在主轴上的圆盘相接触。

进一步地，所述多功能教具还包括设置在教具主支架上的连杆速度描绘机构，所述连杆速度描绘机构包括第三连杆、第四连杆、滑轮杆、丝杆螺母、丝杆、拉线、第一滑轮、第二滑轮、滑轮支架、滑套、滑杆、滑杆支架、转筒水平笔、转筒以及转筒驱动装置，其中第三连杆一端固定在主轴的另一端上，第三连杆另一端与第四连杆一端铰接，第四连杆另一端与固定在滑轮杆上的第一滑轮相连，滑轮杆另一端与丝杆螺母铰接，丝杆螺母套在丝杆上，丝杆与左、右竖梁相连与蜗杆平行并具有间隔，第一滑轮上绕有拉线一端，拉线另一端绕过第二滑轮并固定在滑套上，第二滑轮固定在滑轮支架上，滑套装在滑杆上，滑杆固定在滑杆支架上，转筒水平笔固定在滑套上并与转筒相接触，所述转筒由转筒驱动装置驱动，所述转筒驱动装置包括第二电机、第一齿轮、第二齿轮以及转筒轮，所述转筒轮与第二齿轮同轴，所述第二电机输出轴与第一齿轮相连，第一齿轮和第二齿轮啮合。

进一步地，所述多功能教具还包括设置在教具主支架上的运动确定性分析机构，所述运动确定性分析机构设置在水平基板上的另一侧上，包括机架、手柄、第一连架杆、第五连杆、第六连杆、第二连架杆、连杆轴以及轴支架，其中手柄固定在第一连架杆上，第一连架杆、第五连杆、第六连杆、第二连架杆通过铰链依次顺序连接，第二连架杆还与连杆轴相连，连杆轴设置在轴支架上。

本发明具有以下有益效果，本发明的多功能教具能够通过设置在一个基板以及设置在基板上的框架上的多个连杆实现了多种机械原理的知识点再现，能够提升教学效果，使课堂教学更具有针对性和适用性。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作具体说明：

图1为多功能教具整体结构的示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为滑块速度描绘机构和凸轮曲线描绘机构的右视图。

图4为滑块速度描绘机构和凸轮曲线描绘机构的左视图。

图5为连杆速度描绘机构和运动确定性分析机构的三视图。

图中各部件或结构的名称如下：