[实用新型]可约束型空间自由度演示机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及教学教具仪器设备技术领域，具体地讲，涉及一种用于机械原理教学中演示自由度与约束关系的可重构教具。

背景技术

在理工科的教学中，尤其在机械原理的教学当中，对于机械运动等课程，一般均是老师们在课堂上通过黑板或多媒体等设备来给学生讲解，因其所讲解的内容等，形象直观性差，使得大部分学生很难理解。

藉此，直观性的教具等教学设备，也越来越受欢迎，并在教学演示中，扮演着重要的角色。

然而，在机械原理的教学当中，关于演示自由度与约束关系的教具，尚未得到开发，而机构的自由度、约束等概念对机构的运动分析的学习是非常重要的，是了解现有机械运动性能的必要手段，也是设计新机械的重要步骤。书本中抽象晦涩的自由度、约束等概念，往往让初学者在理解上造成一定困难，也使得在教学当中，给老师们带来不少麻烦。

进而，针对现状，开发出一款演示自由度与约束关系的教具，使得便于学生更好的理解机构的运动，以提高学生的理解能力，以便于日后提高学生的设计能力及创新能力等，则是非常有必要的，其必然具有推广意义及应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术之不足而提供的一种可约束型空间自由度演示机构。

本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种可约束型空间自由度演示机构，它包括：

固定支架；

静平台，所述静平台架空设置于固定支架上，且所述静平台为正方体结构，正方体结构的所述静平台的中心形成有一球形空腔，正方体结构的所述静平台的六个端面的中部分别开设有一贯穿至所述球形空腔的十字型槽孔，每个所述十字型槽孔分别包括横向开设的第一槽孔及竖向开设的第二槽孔；

动平台，所述动平台包括中心球副、控制部件及动平台骨架；

所述中心球副可转动的卡设于所述球形空腔内，且所述中心球副的外表面均匀开设有六个盲孔，六个所述盲孔的基准位置分别与六个所述十字型槽孔的中心位置相对；

所述控制部件有六个，每个所述控制部件分别包括一第一连接杆件、一活动件、一第二连接杆件及一杆套；所述第二连接杆件的前端通过所述活动件与所述第一连接杆件的后端活动连接，以使所述第二连接杆件可活动的沿所述第一连接杆件的中心轴径向平动；所述第二连接杆件的后端延伸至所述杆套内并与所述杆套活动连接，以使所述第二连接杆件可活动的沿所述杆套的杆轴轴向平动及绕所述杆套的杆轴轴线转动；

所述动平台骨架有十二根，每个所述杆套的后端分别可拆卸式固定有一侧翼铰链，十二根所述动平台骨架分别可拆卸式固定于相邻的等距离的两所述侧翼铰链之间；

六个所述第一连接杆件的前端分别穿设于六个所述十字型槽孔并通过孔轴间隙配合的方式分别与六个所述盲孔相连接，以使所述中心球副、六个控制部件及十二根动平台骨架连接形成一体。

下面对以上技术方案做进一步阐述

优选的，所述第一连接杆件包括一连接杆A及一U型连接件A；所述U型连接件A的中部与所述连接杆A的后端固定连接，且所述U型连接件A的开口端背对所述连接杆A，所述U型连接件A的开口端的相对侧壁对称开设有通孔A；

所述第二连接杆件包括一连接杆B及一U型连接件B；所述U型连接件B的中部与所述连接杆B的前端固定连接，且所述U型连接件B的开口端背对所述连接杆B，所述U型连接件B的开口端的相对侧壁对称开设有通孔B；所述连接杆B的后端延伸至所述杆套内并与所述杆套活动连接；

所述活动件为一呈十字交叉的十字节，所述十字节包括销轴A及销轴B，所述销轴A可滑动的穿设于两所述通孔A之间，所述销轴B可滑动的穿设于两所述通孔B之间，以使所述U型连接件A与U型连接件B形成十字交叉结构；

六个所述连接杆A的前端分别与六个所述盲孔相连接，以使所述十字节的销轴A及销轴B分别与所述十字型槽孔的第一槽孔及第二槽孔相平行。

优选的，每个所述连接杆A的前端分别垂直固定有一限转滑块，以使每个所述限转滑块分别与相应的连接杆A呈十字交叉结构，且每个所述限转滑块的轴线分别与对应位置的所述销轴A的轴线相平行；

正方体结构的所述静平台的六个端面与所述球形空腔之间还分别开设有一以所述中心球副的球心为圆心的弧形轨迹槽，每个所述弧形轨迹槽的横向轴线分别与对应位置的所述十字型槽孔的第一槽孔的轴线相重合；六个所述限转滑块分别可活动的卡设于相应位置的所述弧形轨迹槽内。