[實用新型]一種四桿機構演示組件

有效

• 申請號: 201520053379.2
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN204496821U
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 崔笛;吳華林;楊慶華
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

技術領域

本實用新型涉及一種四桿機構演示組件。

背景技術

書是知識的載體，是學生學習必不可少的伴侶。對于機械專業的學生而言，在學習機械原理這類以示意圖為主的學科，往往感覺很吃力，難以理解，因為書上的圖形都是簡單的二維靜止的，學生往往需要根據自己的想象去理解，但是對于一些日常生活中不常見的機構，理解上難度就很大。老師在上這類課程的時候，單純的講解往往不能解決問題，反而會使課變得枯燥無味，他們通常的辦法是放一些ppt動畫來輔助理解，但是只局限于看，聽，學生的參與度低，積極性差，而且還容易讓人對電子產品產生依賴性。

目前市場上有用于學前啟蒙的立體書，是將折紙粘入書中，在旁邊配上一些圖畫，總體融合得比較好。然而張開后就不能繼續再動了。這種書顯然是不能用于機械教學的。

發明內容

為了克服現有在學習機械原理時存在的理解難度大、ppt教學不夠直觀、學生參與性低等的缺點，本實用新型提供一種能解決普通書不能展現動態效果的弊端，又能提高ppt教學所欠缺的參與度且方便攜帶的一種四桿機構演示組件。

本實用新型采用的技術方案是：一種四桿機構演示組件，包括底板、第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪，第一桿件、第二桿件、第三桿件、第四桿件、連接軸以及與底板相同形狀大小的透明蓋板、四個凸起；透明蓋板通過四個凸起安裝在底板上，所述第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪均安裝在底板上，且位于底板和透明蓋板之間；其中，第一齒輪和第四齒輪的邊緣均超出底板和透明蓋板的邊緣；第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪的齒數之比為：1：4：2：2；第一桿件的長度L6、第二桿件的長度L7、第三桿件的長度L8、第四桿件的長度L9滿足L6+L9＜L7+L8；所述第一齒輪與第二齒輪嚙合，第三齒輪與第四齒輪嚙合；所述第二齒輪上固定有第一桿件，第一桿件隨著第二齒輪轉動；第三齒輪上固定有第三桿件，第三桿件隨著第三齒輪轉動；第一桿件和第三桿件的末端分別于第二桿件的兩端鉸接，第四桿件的兩端分別固定在第二齒輪、第三齒輪的圓心上。

本實用新型的益處在于：當撥動左邊沿齒輪時，四桿會出現頂死現象，也就是遇到“死點”，當撥動上邊沿齒輪時，四桿出現急回特性現象。這樣在學習知識的同時，可以親自動手操作，加以實踐。

附圖說明

圖1是本實用新型整體結構示意圖；

圖2是本實用新型整體結構的側面示意圖；

圖中，底板1、第一齒輪2、第二齒輪3、第三齒輪4、第四齒輪5，第一桿件6、第二桿件7、第三桿件8、第四桿件9、透明蓋板10、凸起11。

具體實施方式

如圖1所示，一種四桿機構演示組件，包括底板1、第一齒輪2、第二齒輪3、第三齒輪4、第四齒輪5，第一桿件6、第二桿件7、第三桿件8、第四桿件9、連接軸以及與底板1相同形狀大小的透明蓋板10、四個凸起11；透明蓋板10通過四個凸起11安裝在底板1上，所述第一齒輪2、第二齒輪3、第三齒輪4、第四齒輪5均安裝在底板1上，且位于底板1和透明蓋板10之間，通過透明蓋板10能清楚觀察四桿機構的運動狀態，并且能實時記錄四桿機構的運動軌跡。為了方便撥動第一齒輪2和第四齒輪5，第一齒輪2和第四齒輪5的邊緣均超出底板1和透明蓋板10的邊緣；第一齒輪2、第二齒輪3、第三齒輪4、第四齒輪5的齒數之比為：1：4：2：2；第一桿件6的長度L6、第二桿件7的長度L7、第三桿件8的長度L8、第四桿件9的長度L9滿足L6+L9＜L7+L8（平面四桿機構的最短桿和最長桿的長度之和小于或者等于其馀兩桿長度之和）；所述第一齒輪2與第二齒輪3嚙合，第三齒輪4與第四齒輪5嚙合；所述第二齒輪3上固定有第一桿件6，第一桿件6隨著第二齒輪3轉動；第三齒輪4上固定有第三桿件8，第三桿件8隨著第三齒輪4轉動；第一桿件6和第三桿件8的末端分別于第二桿件7的兩端鉸接，第四桿件9的兩端分別固定在第二齒輪3、第三齒輪4的圓心上。

上述四桿機構演示組件可演示曲柄搖桿的頂死現象和急回轉現象，具體如下：

頂死現象演示：撥動第一齒輪2，第一齒輪2帶動第二齒輪3轉動，使得固定在第二齒輪3上第一桿件6轉動，第一桿件6通過第二桿件7和第三桿件8帶動第三齒輪4的轉動，直到第二桿件7和第三桿件8位于同一直線時，出現頂死現象。

急回特性現象演示：撥動第四齒輪5，第四齒輪5帶動第三齒輪4轉動，使得固定在第三齒輪4上第三桿件8轉動，第三桿件8通過第二桿件7和第一桿件6帶動第二齒輪3的轉動，使第三桿件勻速轉動，會發現第一桿件空回行程的平均速度卻大于工作行程的平均速度，即為急回特性現象。

?曲柄搖桿機構中，曲柄雖作等速轉動，而搖桿擺動時空回行程的平均速度卻大于工作行程的平均速度，這種性質稱為機構的急回特性原理。