[实用新型]一种铰链四杆机构演示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及教学用辅助设备领域，特别涉及一种铰链四杆机构演示装置。 

背景技术

在进行《机械原理》、《机构分析与综合》、《机械设计基础》等课程的学习中，均会有铰链四杆机构的基础知识，铰链四杆机构包括两个连架杆、连杆和机架，两个连架杆的一端分别与机架连接，两个连架杆的另一端通过连杆连接。其中，曲柄存在的条件以杆长为参数表述为：最短杆与最长杆的长度之和小于等于其他两杆的长度之和。具体对应存在三种情况：①若连架杆为最短杆，则铰链四杆机构为曲柄摇杆机构，且最短杆为曲柄；②若机架为最短杆，则铰链四杆机构为双曲柄机构；③若连杆为最短杆，则铰链四杆机构为双摇杆机构。另外，如果最短杆与最长杆的长度之和大于其它两杆的长度之和，不论取哪一杆为机架，铰链四杆机构只能为双摇杆机构；如果其中一个连架杆的长度为无穷大，则铰链四杆机构演变成曲柄滑块机构。在实际教学中，为了方便学生更加直观的理解铰链四杆机构的各种运动形式及其杆长的关系，老师们会带上各种形式的机构进行教学演示。 

因为现有的用于演示的铰链四杆机构中的双摇杆机构、双曲柄机构、曲柄滑块机构与曲柄摇杆机构是四个单独的装置，教学用具的数量多，携带不方便，且单独的装置无法演示各种形式的机构的演变过程，也无法量化反应曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构的运动急回特性，教学效果比较差，教学效率低。 

发明内容

为了解决现有技术中铰链四杆机构的教学用具的数量多，携带不方便，且单独的装置无法演示各种形式的机构的演变过程，也无法量化反应曲柄摇杆机构和曲柄滑块机构的运动急回特性的问题，本实用新型实施例提供了一种铰链四杆机构演示装置。所述技术方案如下： 

本实用新型实施例提供了一种铰链四杆机构演示装置，所述装置包括： 

背板、底板、电动机、可伸缩的第一连架杆、可伸缩的连杆、可伸缩的第二连架杆、机架、角度位移传感器和采集器； 

所述背板垂直安装在底板上，所述第一连架杆的一端固定在所述电动机的输出轴上，所述连杆的两端分别与所述第一连架杆的另一端和所述第二连架杆的一端铰接，所述第二连架杆的另一端与所述机架铰接，所述角度位移传感器安装在所述机架上，且所述角度位移传感器与所述第二连架杆的另一端连接，所述机架安装在所述底板上，所述采集器与所述角度位移传感器连接。 

进一步地，所述第一连架杆包括： 

第一大销座、第一大方管、第一小方管、第一小销座、螺栓、顶块和夹于所述螺栓与所述顶块之间的第一弹簧，所述第一大方管与所述第一大销座连接，所述第一小方管与所述第一小销座连接，所述第一大销座和所述第一小销座上分别设有第一铰接孔和第二铰接孔，所述第一大方管套在所述第一小方管外，所述第一大方管上设有两处供所述螺栓穿入和所述顶块穿出的孔，所述顶块和所述螺栓穿过所述孔固定所述第一大方管和所述第一小方管。 

进一步地，所述连杆包括： 

第二大方管、第二大销座、第二小方管、第二小销座、第一直线位移传感器、挡块和固定块，所述第二大方管与所述第二大销座连接，所述第二小方管与所述第二小销座连接，所述第二大销座和所述第二小销座上分别设有第三铰接孔和第四铰接孔，所述第二大方管套在所述第二小方管外，所述第二大方管和所述第二小方管可通过第一螺栓固定，所述第一直线位移传感器的外壳的两端分别通过所述挡块和所述固定块固定在所述第二小方管内，所述第一直线传感器的拉杆的顶端固定在所述第二大销座上。 

可选地，所述第一小方管的一端设有塑料导套，所述第二大方管与所述第二小方管之间设有所述塑料导套。 

可选地，所述装置还包括：销轴，在拆卸下所述第二连架杆后，所述连杆的另一端通过销轴与所述机架和所述角度位移传感器连接。 

进一步地，所述机架包括： 

支撑架、滑块、导轨、第二直线位移传感器和连接件，所述支撑架一端固定在所述底板上，所述支撑架的另一端与所述导轨连接，所述滑块滑动安装在 所述导轨上，所述连接件固定在所述滑块上，所述滑块通过所述连接件与所述连杆和所述角度位移传感器连接，当所述第二直线位移传感器与所述导轨平行设置时，所述第二直线位移传感器的拉杆的顶端与所述滑块连接。