[發(fā)明專利]基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)演示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410452450.4
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104183187A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 吳興國;郝昱宇;尚長春;徐歡;王江波;周偉強;吳鵬;杜媛英;韓敏
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學
• 主分類號: G09B25/00
• 分類號: G09B25/00;G09B25/02
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 李中群

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于機械控制與機電一體化綜合領域，涉及一種可應用于工業(yè)工程、機械設計、機械制造等機械相關課程當中的基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)模擬演示裝置。

背景技術(shù)

在當前機械專業(yè)課程學習當中，各類教學模型因其直觀、使用方便等特點，被廣泛應用于各類課程當中。通過針對機械設計中各個環(huán)節(jié)的講解內(nèi)容，設定與該環(huán)節(jié)相應的機械結(jié)構(gòu)模型。通過模型的演示使得學生對機械類專業(yè)課程具有直觀認識，目前常用的機械結(jié)構(gòu)模型大多以簡單的機械傳動模型為主，由于機械傳動模型大多結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)容單一。使得該類模型對各個機械結(jié)構(gòu)之間的配合演示較少，無法滿足當前課堂使用需求。使得課堂講述內(nèi)容單一，知識點之間的貫穿較少。綜上所述，本發(fā)明針對現(xiàn)有機械結(jié)構(gòu)教學課件存在的不足做出改進，設計了基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)模擬演示裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于對現(xiàn)有機械結(jié)構(gòu)模型教學中存在的問題進行改進，使其具有更加直觀的展示手段，本發(fā)明所設計的基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)演示裝置，可使得學生對機械類專業(yè)課程具有直觀認識。

本發(fā)明的基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)演示裝置的技術(shù)方案如下：

基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)演示裝置，包括霧化系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和特效系統(tǒng)；

霧化系統(tǒng)包括風扇、儲霧倉、通霧管、下管、霧化器、水池，所述的霧化器安裝在水池中，所述的水池通過下管與上端的儲霧倉相通，所述的通霧管與儲霧倉相聯(lián)通，通霧管上設置有若干小孔，所述的風扇設置在儲霧倉后端，可將霧化器產(chǎn)生的霧通過下管吸進儲霧倉，并由通霧管上的小孔排出；傳動系統(tǒng)包括電機和三級直齒減速器；

特效系統(tǒng)包括雷聲模擬單元、閃電模擬單元和降雨模擬單元，所述的雷聲模擬單元為音響，所述的閃電模擬單元為LED燈，所述的降雨模擬單元包括齒條、不完全齒輪、滑動水槽、軌道、雨水管和水泵，所述的滑動水槽與齒條固聯(lián)，并可在軌道上移動，所述的不完全齒輪與傳動系統(tǒng)中三級直齒減速器的輸出齒輪同軸聯(lián)接輸出，所述的齒條為上下雙齒結(jié)構(gòu)，在不完全齒輪的帶動下，使得滑動水槽在軌道上往復移動；所述水泵將霧化系統(tǒng)中水池的水通過雨水管抽至滑動水槽，并通過滑動水槽底部設置的降雨孔滴落下來；

控制系統(tǒng)包括機械開關齒輪和三只電刷，所述的機械開關齒輪與傳動系統(tǒng)中三級直齒減速器的輸出齒輪相嚙合；所述的機械開關上開有三只角度和弦長不同的圓周導電槽和一條聯(lián)接三個圓周導電槽并通過機械開關齒輪中心的直導電槽，所述的機械開關齒輪中心與供電電源相通，當電刷與導電槽相接觸時，實現(xiàn)降雨水泵、雷聲模擬單元和閃電模擬單元的電開關控制。

上述基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)演示裝置中，通霧管上小孔的間距為4mm，直徑為2mm。

上述基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)演示裝置中，三級直齒減速器的輸入輸出傳動比為100:1，齒輪模數(shù)為1，最小齒輪的齒數(shù)為12。

上述基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)演示裝置中，滑動水槽底部的降雨孔的直徑為2mm，呈間隔均為3mm的孔陣列排布。

上述基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)演示裝置中，不完全齒輪為半齒結(jié)構(gòu)，其與齒條的傳動比為1:2。

上述基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)演示裝置中，機械開關齒輪上的導電槽為鍍銅槽。

上述基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)演示裝置中，對應降雨水泵、閃電模擬單元開關和雷聲模擬單元開關的圓周導電槽的弧度分別為280～330度、160～210度、60～90度。

上述基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)演示裝置中，滑動水槽與齒條相固聯(lián)，水槽底板上開有降雨孔。

本發(fā)明具有的有益技術(shù)效果如下：

1、本發(fā)明采用將傳統(tǒng)的機械模型教學融入大氣水循環(huán)演示過程中，使得課程直觀豐富，利于課堂知識點的貫穿，并加深了學生對間歇機構(gòu)等機械零件有了較深的理解。

2、本發(fā)明的基于間歇機構(gòu)的大氣水循環(huán)演示裝置，包括霧化系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和特效系統(tǒng)，各個部分相互配合，實現(xiàn)了大氣水循環(huán)的模擬演示，具有形象直觀的特點。

3、本發(fā)明采用不完全齒輪和上下結(jié)構(gòu)的雙齒齒條實現(xiàn)了滑動水槽的間歇往復運動，逼真地模擬了移動降雨過程。

4、本發(fā)明采用帶有圓周導電槽的機械齒輪開關實現(xiàn)了降雨、雷聲、閃電開關時長和時刻的控制，演示效果逼真，并利于學生對機械齒輪開關的理解。

5、本發(fā)明采用三級減速器，實現(xiàn)了1/100的傳動比減速，同時用減速器的輸出齒輪帶動機械開關齒輪和不完全齒輪，簡化了機械結(jié)構(gòu)。

附圖說明