一種用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具，包括動(dòng)力源、機(jī)構(gòu)演示單元和底板，所述機(jī)構(gòu)演示單元包括安裝板和機(jī)械零件，所述機(jī)械零件搭建多種機(jī)械機(jī)構(gòu)分布在所述安裝板上，所述動(dòng)力源設(shè)置在底板上，所述動(dòng)力源為所述機(jī)械機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。本發(fā)明的教具成本較低，利于攜帶，容易拆裝，所有的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)集于一體，立體安裝，機(jī)械機(jī)構(gòu)不再局限于一個(gè)平面，交叉運(yùn)行，對機(jī)械結(jié)構(gòu)一目了然，便于教師講解，從而打破工科學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥性，提高趣味性，打破工科理論學(xué)習(xí)的抽象性，增強(qiáng)直觀性和可操作性，使學(xué)生將理論學(xué)習(xí)和實(shí)際操作融為一體，更加直觀的觀察到此類機(jī)械的結(jié)構(gòu)和運(yùn)作方式，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。
【專利說明】一種用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種教具，尤其涉及一種用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具。
【背景技術(shù)】
[0003]在當(dāng)前教學(xué)方面，我國的教育一味的關(guān)注考試成績而忽略了學(xué)生們的理解和動(dòng)手能力，在教學(xué)過程中缺少實(shí)際演示的教學(xué)器具，缺少教具讓教學(xué)成為乏味的語言描述。
[0004]教具是以傳播科技、教育人為目的的實(shí)物，是完全的科技傳媒，是青少年科技活動(dòng)中不可缺少的器材?？萍蓟顒?dòng)中用的教具有實(shí)物教具和復(fù)制品教具。目前初中、高中、大學(xué)這三個(gè)重要的教育階段的教具十分缺乏，大部分學(xué)生的高中、初中、大學(xué)在課堂上不使用教具。對于機(jī)械專業(yè)學(xué)生所學(xué)的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)，涵蓋了很多種類的基本機(jī)械構(gòu)造，它們可以實(shí)現(xiàn)各種路徑的運(yùn)動(dòng)。這些機(jī)構(gòu)中有簡單的，也有復(fù)雜的，而在課堂上，這些機(jī)構(gòu)很難在學(xué)生的腦海中形成一個(gè)比較完整的實(shí)物形象。機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)路徑及原理在學(xué)生的大腦中也顯得模糊，不清晰。
[0005]因此，需要一種集成機(jī)械教具，用于課堂上進(jìn)行實(shí)物演示，將基本機(jī)械機(jī)構(gòu)的組成、組合方式、運(yùn)動(dòng)形式直觀形象的表現(xiàn)出來，使學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械原理課程時(shí)能直觀的了解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能快速理解機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，加深對機(jī)械的理解。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具，能夠用于課堂上進(jìn)行實(shí)物演示，將基本機(jī)械機(jī)構(gòu)的組成、組合方式、運(yùn)動(dòng)形式直觀形象的表現(xiàn)出來，使學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械原理課程時(shí)能直觀的了解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，能快速理解機(jī)構(gòu)中各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，加深對機(jī)械的理解。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具，包括動(dòng)力源、機(jī)構(gòu)演示單元和底板，所述機(jī)構(gòu)演示單元包括安裝板和機(jī)械零件，所述機(jī)械零件搭建多種機(jī)械機(jī)構(gòu)分布在所述安裝板上，所述動(dòng)力源設(shè)置在底板上，所述動(dòng)力源為所述機(jī)械機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。
[0009]優(yōu)選地，所述機(jī)構(gòu)演示單元為四個(gè)，機(jī)構(gòu)演示單元分布在底座四周，所述機(jī)構(gòu)演示單元均包括多個(gè)機(jī)械機(jī)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選地，底板還包括中間支柱塔，所述機(jī)構(gòu)演示單元的安裝板分別與底板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述中間支柱塔的底部設(shè)有兩個(gè)減速電機(jī)，減速電機(jī)分別通過繩索與四個(gè)安裝板連接。
[0011]優(yōu)選地，所述底板上設(shè)置兩個(gè)控制板和一個(gè)儲(chǔ)氣罐，一組電磁閥，用于控制整個(gè)教具的氣路部分。
[0012]優(yōu)選地，所述機(jī)械機(jī)構(gòu)具體為平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器基本零件。
[0013]優(yōu)選地，所述安裝板分別為A板、B板、C板和D板。
[0014]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的教具成本較低，利于攜帶，容易拆裝等，所有的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)集于一體，立體安裝，機(jī)械機(jī)構(gòu)不再局限于一個(gè)平面，交叉運(yùn)行，對機(jī)械結(jié)構(gòu)一目了然，便于教師講解，從而打破工科學(xué)生學(xué)習(xí)的枯燥性，提高趣味性，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，打破工科理論學(xué)習(xí)的抽象性，增強(qiáng)直觀性和可操作性，使學(xué)生將理論學(xué)習(xí)和實(shí)際操作融為一體，更加直觀的觀察到此類機(jī)械的結(jié)構(gòu)和運(yùn)作方式，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量。
[0015]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明中用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1底板，2中間支柱塔，3 A板，4 B板，5 C板，6 D板，7單片機(jī)，8儲(chǔ)氣罐，9減速電機(jī)，10減速電機(jī)I，11棘輪機(jī)構(gòu)，12空間齒輪系，13行星齒輪系，14間歇機(jī)構(gòu)，15凸輪機(jī)構(gòu)，16差速器，17連桿機(jī)構(gòu)，18減速電機(jī)II，19車床，20電機(jī)，21減速電機(jī)III，22減速電機(jī)IV，23氣動(dòng)機(jī)械臂，24氣缸，25內(nèi)燃機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
如圖1所示，一種用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具，包括動(dòng)力源、機(jī)構(gòu)演示單元和底板1，所述機(jī)構(gòu)演示單元包括安裝板和機(jī)械零件，所述機(jī)械零件搭建多種機(jī)械機(jī)構(gòu)分布在所述安裝板上，所述動(dòng)力源設(shè)置在底板I上，所述動(dòng)力源為所述機(jī)械機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。
[0018]其中，所述機(jī)構(gòu)演示單元為四個(gè)，機(jī)構(gòu)演示單元分布在底座I四周，所述機(jī)構(gòu)演示單元均包括多個(gè)機(jī)械機(jī)構(gòu)。
[0019]優(yōu)選地，底板I還包括中間支柱塔2，所述機(jī)構(gòu)演示單元的安裝板分別與底板I轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述中間支柱塔2的底部設(shè)有兩個(gè)減速電機(jī)9，減速電機(jī)9分別通過繩索與四個(gè)安裝板連接。
[0020]優(yōu)選地，所述底板I上設(shè)置兩個(gè)控制板和一個(gè)儲(chǔ)氣罐8，一組電磁閥，用于控制整個(gè)教具的氣路部分，控制板為單片機(jī)7。
[0021]優(yōu)選地，所述機(jī)械機(jī)構(gòu)具體為平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器基本零件。
[0022]優(yōu)選地,所述安裝板分別為A板3、B板4、C板5和D板6。
[0023]本發(fā)明的教具為一個(gè)箱體結(jié)構(gòu)，四個(gè)機(jī)構(gòu)演示單元分別與底板的四邊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，通過中間支柱塔的底部的兩個(gè)減速電機(jī)拉動(dòng)繩索實(shí)現(xiàn)箱體的打開與關(guān)閉。
[0024]其中，A板:由一個(gè)減速電機(jī)I 10做動(dòng)力源，減速電機(jī)I 10接單片機(jī)9，通過齒輪傳遞到空間齒輪系12，空間齒輪系12分出兩個(gè)力，通過鏈傳動(dòng)，一個(gè)傳給行星齒輪系13，再傳給間歇機(jī)構(gòu)14，另一個(gè)力通過鏈傳動(dòng)傳遞給凸輪機(jī)構(gòu)15，凸輪機(jī)構(gòu)15 —方面通過齒輪傳給差速器16,另一方面通過連桿機(jī)構(gòu)17傳給棘輪機(jī)構(gòu)11。
[0025]B板:由一個(gè)減速電機(jī)II 18做動(dòng)力源，減速電機(jī)II 18接單片機(jī)9，直接由軸傳遞給變速箱，由變速箱主軸傳遞給自動(dòng)張緊裝置，在傳遞給空間齒輪系12。外側(cè)有一個(gè)單獨(dú)的機(jī)床19，機(jī)床由單獨(dú)的電機(jī)20帶動(dòng)。
[0026]C板:由兩個(gè)減速電機(jī)III 21做動(dòng)力源，減速電機(jī)III 21接單片機(jī)9，減速電機(jī)III 21在齒條上做來回往返運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到左端時(shí)齒輪和齒輪嚙合傳遞動(dòng)力給帶輪，帶輪通過齒輪傳遞給齒條，使自動(dòng)門往返運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)到右端時(shí)齒輪和鏈條嚙合，鏈條在自動(dòng)張緊裝置上。
[0027]D板:由三個(gè)獨(dú)立的減速電機(jī)IV 22做動(dòng)力源，其中減速電機(jī)IV 22分別接單片機(jī)9，該減速電機(jī)IV 22通過齒輪驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)機(jī)械臂23，機(jī)械臂23由氣缸24驅(qū)動(dòng)，壓縮器和機(jī)械臂23配合運(yùn)動(dòng)。另一個(gè)減速電機(jī)IV 22通過帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)。第三個(gè)減速電機(jī)IV 22通過齒輪驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)25。
[0028]( I)絲杠螺母機(jī)構(gòu)
絲杠螺母機(jī)構(gòu)又稱螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它主要用來將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變換為直線運(yùn)動(dòng)或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)變換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。有以傳遞能量為主的(如螺旋壓力機(jī)、千斤頂?shù)?；也有以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的如機(jī)床工作臺(tái)的進(jìn)給絲杠)；還有調(diào)整零件之問相對位置的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。絲杠螺母機(jī)構(gòu)有滑動(dòng)摩擦機(jī)構(gòu)和滾動(dòng)摩擦機(jī)構(gòu)之分。滑動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，制造成本低，具有自鎖功能，但其摩擦阻力矩大、傳動(dòng)效率低(30%?40% )。滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高，不能自鎖，但其最大優(yōu)點(diǎn)是摩擦阻力矩小、傳動(dòng)效率高(92%?98%),精度高，系統(tǒng)剛度好，運(yùn)動(dòng)具有可逆性，使用壽命長，因此在機(jī)電一體化系統(tǒng)中得到大量廣泛應(yīng)用。
[0029](2)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)
蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，可應(yīng)用于建議車床的滑動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)是在空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種傳動(dòng)，兩軸線間的夾角可為任意值，常用的為90°。蝸桿傳動(dòng)用于在交錯(cuò)軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。
[0030](3)凸輪機(jī)構(gòu)
凸輪機(jī)構(gòu)，屬于滾子從動(dòng)件，應(yīng)用廣泛，凸輪機(jī)構(gòu)是由凸輪，從動(dòng)件和機(jī)架三個(gè)基本構(gòu)件組成的高副機(jī)構(gòu)。凸輪是一個(gè)具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，一般為主動(dòng)件，作等速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。凸輪機(jī)構(gòu)在應(yīng)用中的基本特點(diǎn)在于能使從動(dòng)件獲得較復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。因?yàn)閺膭?dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪輪廓曲線，所以在應(yīng)用時(shí)，只要根據(jù)從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來設(shè)計(jì)凸輪的輪廓曲線就可以了。
[0031](4)單盤摩擦式離合器
單盤摩擦式離合器，多用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的輕型機(jī)械，摩擦離合器是應(yīng)用得最廣也是歷史最久的一類離合器，它基本上是由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組點(diǎn)成。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳動(dòng)動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu)，而離合器的操縱機(jī)構(gòu)主要是使離合器分離的裝置。
[0032](5)定軸輪系機(jī)構(gòu)
空間定軸組合齒輪系，用于力的傳送、減速與變相。在機(jī)械設(shè)備中，為了獲得較大的傳動(dòng)比，或變速和轉(zhuǎn)向，常常要采用多對齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，如機(jī)床，汽車上使用的變速箱，差速器；工程上廣泛使用的齒輪減速器等。
[0033](6)帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
帶傳動(dòng)利用張緊在帶輪上的柔性帶進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞的一種機(jī)械傳動(dòng)。根據(jù)傳動(dòng)原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動(dòng)的摩擦型帶傳動(dòng)，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動(dòng)的同步帶傳動(dòng)。
[0034](7)齒輪齒條機(jī)構(gòu)
齒條也分直齒齒條和斜齒齒條，分別與直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪配對使用；齒條的齒廓為直線而非漸開線(對齒面而言則為平面)，相當(dāng)于分度圓半徑為無窮大圓柱齒輪。
[0035](8)有級(jí)式變速器
有級(jí)式變速器是使用最廣的一種。它采用齒輪傳動(dòng)，具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比。按所用輪系型式不同，有軸線固定式變速器(普通變速器)和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器(行星齒輪變速器)兩種。轎車和輕、中型貨車變速器的傳動(dòng)比通常有3-5個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔，在重型貨車用的組合式變速器中，則有更多檔位。所謂變速器檔數(shù)即指其前進(jìn)檔位數(shù)。
[0036]在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具，其特征在于，包括動(dòng)力源、機(jī)構(gòu)演示單元和底板，所述機(jī)構(gòu)演示單元包括安裝板和機(jī)械零件，所述機(jī)械零件搭建多種機(jī)械機(jī)構(gòu)分布在所述安裝板上，所述動(dòng)力源設(shè)置在底板上，所述動(dòng)力源為所述機(jī)械機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)演示單元為四個(gè)，機(jī)構(gòu)演示單元分布在底座四周，所述機(jī)構(gòu)演示單元均包括多個(gè)機(jī)械機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具，其特征在于，底板還包括中間支柱塔，所述機(jī)構(gòu)演示單元的安裝板分別與底板轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述中間支柱塔的底部設(shè)有兩個(gè)減速電機(jī)，減速電機(jī)分別通過繩索與四個(gè)安裝板連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具，其特征在于，所述底板上設(shè)置兩個(gè)控制板和一個(gè)儲(chǔ)氣罐，一組電磁閥，用于控制整個(gè)教具的氣路部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具，其特征在于，所述機(jī)械機(jī)構(gòu)具體為平面連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器基本零件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的用于機(jī)械類課程教學(xué)的教具，其特征在于，所述安裝板分別為A板、B板、C板和D板。
【文檔編號(hào)】G09B25/02GK104464490SQ201410755493
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】潘江如, 余斌, 張勇, 魯亞云, 薛風(fēng), 張佳, 何龍, 王利強(qiáng), 馬俊杰 申請人:潘江如, 余斌, 張勇