一種課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺，它包含殼體、第一傳動機(jī)構(gòu)、第二傳動機(jī)構(gòu)、第三傳動機(jī)構(gòu)、第四傳動機(jī)構(gòu)、第五傳動機(jī)構(gòu)、第一人體模型和第二人體模型。本發(fā)明具有如下有益效果：以學(xué)生最為熟悉的課堂環(huán)境作為設(shè)計背景，在有限空間直觀、生動地向?qū)W生演示鏈傳動機(jī)構(gòu)、直齒圓柱齒輪傳動機(jī)構(gòu)、直齒圓錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)、平面連桿傳動機(jī)構(gòu)，蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)、絲桿螺母傳動機(jī)構(gòu)以及齒輪齒條等傳動機(jī)構(gòu)，從而使學(xué)生牢固掌握這些傳動機(jī)構(gòu)的知識，達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械課程的興趣、提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
【專利說明】一種課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺。

【背景技術(shù)】
[0002]目前機(jī)械專業(yè)教師在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等相關(guān)課程教學(xué)時，采用的是傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)認(rèn)知實(shí)驗臺及相關(guān)教具，大多是由多個機(jī)構(gòu)組成的陳列柜，陳列柜中的機(jī)構(gòu)要么是全靜止、要么是在獨(dú)立運(yùn)動，不能將多個機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)動傳遞過程反映出來，較抽象，不直觀，增加了學(xué)生對機(jī)構(gòu)的理解難度，不容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)械課程興趣。由于機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)在機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理課程教學(xué)中是一項重要的內(nèi)容，如何形象、直觀和便捷地實(shí)現(xiàn)一個運(yùn)動由多個傳動機(jī)構(gòu)完成，把不同傳動機(jī)構(gòu)有機(jī)地結(jié)合在一起，以便在有限的空間里盡可能展現(xiàn)較多的傳動機(jī)構(gòu)是當(dāng)前機(jī)械專業(yè)相關(guān)課程教學(xué)中應(yīng)當(dāng)解決的一個技術(shù)問題。因此，需要設(shè)計一種讓學(xué)生在有限的空間能直觀了解各機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動特點(diǎn)，直接感受各種傳動機(jī)構(gòu)的情景式教學(xué)演示臺，從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量、推廣科普知識、寓教于樂的教學(xué)目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺，通過情景演示方式展現(xiàn)機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等課程中各種傳動機(jī)構(gòu)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理課程的興趣，有利于進(jìn)行課堂教學(xué)；通過敞開式結(jié)構(gòu)，使學(xué)生能直觀觀察各個傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動過程，了解傳動機(jī)構(gòu)各個部件之間的連接方式；演示臺中的五個傳動機(jī)構(gòu)，通過繼電器控制，既能獨(dú)立運(yùn)動，又能連續(xù)運(yùn)動，操作方便簡單，使學(xué)生能夠全面了解演示臺所展示的傳動機(jī)構(gòu)的同時，又能對其中一個傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行獨(dú)立操作；演示臺機(jī)電相結(jié)合，利用繼電器設(shè)計出簡單的控制電路，在進(jìn)行機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)演示的同時也會使學(xué)生對機(jī)電控制有初步的認(rèn)識。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺,包括:
[0006]殼體，其包括一個底面和兩個相互銜接的側(cè)壁分別為第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，其中，第一側(cè)壁上靠近底面處設(shè)置有第一開口；
[0007]第一傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在殼體內(nèi)，所述第一傳動機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)，其設(shè)置在殼體內(nèi)；第一連桿機(jī)構(gòu)，其包括一端與所述第一電機(jī)輸出軸樞接的主動桿、一端與第一主動桿另一端樞接的第一從動桿以及一端與所述第一從動桿另一端樞接的第二從動桿；
[0008]第一人體模型，其四肢關(guān)節(jié)均為樞接且兩個膝關(guān)節(jié)間隔開平行設(shè)置在所述第二從動桿上,第一人體模型呈站姿時其中心線與底面垂直；
[0009]第二傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在殼體內(nèi)，所述第二傳動機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)的第一側(cè)壁上；絲桿和螺母，所述絲桿一端通過鏈輪和所述第二電機(jī)輸出軸連接，所述螺母套設(shè)在所述絲桿上；第一齒輪，其齒輪面與殼體底面平行設(shè)置在螺母上端，并通過穿過齒輪中心的軸與螺母可旋轉(zhuǎn)的連接；齒條，其與絲桿軸向方向平行設(shè)置在絲桿另一端的側(cè)面，所述齒條與所述絲桿的垂直距離等于第一齒輪的半徑；第一擋片，其設(shè)置在螺母上，所述第一擋片所在平面與所述絲桿軸向方向垂直；第一限位開關(guān)，其設(shè)置在殼體內(nèi)，且所述第一限位開關(guān)設(shè)置為當(dāng)?shù)谝积X輪與齒條嚙合后旋轉(zhuǎn)90度時第一限位開關(guān)與所述第一擋片相接觸；
[0010]第二人體模型，其固定設(shè)置在第一齒輪上。
[0011]作為優(yōu)選，還包括:
[0012]第三傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在殼體的第一側(cè)壁上，其包括第三電機(jī)，其設(shè)置在殼體外，時鐘傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在殼體的第一側(cè)壁內(nèi)側(cè)，所述時鐘傳動機(jī)構(gòu)由第三電機(jī)驅(qū)動；
[0013]第四傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在第一開口處，其包括第四電機(jī)；滑軌，其設(shè)置在第一開口上端，所述滑軌軸向方向與所述底面平行設(shè)置；門，其上端與滑軌滑動連接，門包括兩個左右開啟的門體；第二連桿機(jī)構(gòu)，其包括第二主動桿，所述第四電機(jī)輸出軸貫穿固設(shè)在第二主動桿中部；兩個第三從動桿，兩個所述第三從動桿一端分別與第二主動桿一端鉸接；兩個第四從動桿，其一端分別與所述兩個第三從動桿另一端一一對應(yīng)鉸接，所述兩個第四從動桿分別與所述門的上端的固定連接；第二限位開關(guān)和第二擋片，第二限位開關(guān)設(shè)置在門開啟最大位置時的一個門體的外邊沿處，第二擋片設(shè)置在第一側(cè)壁上并使得門開啟最大位置后其與第二限位開關(guān)接觸；第三限位開關(guān)和第三擋片，第三限位開關(guān)設(shè)置在一個門體表面上，第三擋片對應(yīng)第三限位開關(guān)設(shè)置在另一個門體表面上，以使得當(dāng)兩門體閉合時第三限位開關(guān)和第三擋片接觸；
[0014]第五傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在第二側(cè)壁上，其包括第五電機(jī)；兩個相互嚙合的錐齒輪，一個錐齒輪與所述第五電機(jī)輸出軸同軸，另一個錐齒輪套設(shè)在一幕布軸的一端，其中，第五電機(jī)驅(qū)動兩個相互嚙合的錐齒輪帶動幕布收起或者放下。
[0015]作為優(yōu)選，還包括:
[0016]至少一個課桌模型和至少一把椅子模型，其分別設(shè)置在殼體內(nèi)的第一人體模型的前后兩側(cè)；
[0017]支撐件分別為第一支撐件和第二支撐件，所述第一支撐件包括兩個彎折件，所述彎折件的下端固設(shè)在椅子模型上端兩側(cè)，所述彎折件上端與所述第一人體模型上肢下端鉸接，使得第一人體模型呈站姿時上肢的大臂向后與身體中心線呈14-16度角度，所述第二支撐件固設(shè)在椅子模型上的第一人體模型的兩個下肢之間，且第二支撐件上端與所述第二從動桿樞接；
[0018]教課桌，其設(shè)置在殼體內(nèi)的絲桿另一端的設(shè)置有齒條同側(cè)，所述齒條設(shè)在教課桌與絲桿另一端之間。
[0019]作為優(yōu)選，所述第三傳動機(jī)構(gòu)還包括:
[0020]蝸輪和蝸桿，所述蝸桿與第三電機(jī)輸出軸同軸，所述蝸輪與蝸桿嚙合，且所述蝸輪與所述時鐘中心軸同軸；
[0021]一個霍爾磁性接近開關(guān)，其信號發(fā)射端正對蝸輪一側(cè)設(shè)置；
[0022]兩個貫通孔，其從蝸輪一側(cè)貫穿到蝸輪另一側(cè)，可以實(shí)現(xiàn)接近開關(guān)的信號可以發(fā)射入貫通孔中，兩個孔中分別設(shè)置有磁鐵。
[0023]作為優(yōu)選，還包括:
[0024]多個繼電器,其分別設(shè)置在第一傳動機(jī)構(gòu)、第二傳動機(jī)構(gòu)、第三傳動機(jī)構(gòu)、第四傳動機(jī)構(gòu)和第五傳動機(jī)構(gòu)的控制電路上；
[0025]多個開關(guān)，其分別與所述繼電器連接。
[0026]作為優(yōu)選，還包括:
[0027]第二開口，其設(shè)置在所述殼體底面上，所述第二開口一端與所述第一開口下端連通，且所述第一開口的中心線與所述第二開口中心線垂直。
[0028]作為優(yōu)選，所述絲桿沿第二開口中心線設(shè)置在第二開口處，所述絲桿一端延伸出殼體。
[0029]作為優(yōu)選，所述滑軌長度大于所述第一開口寬度，所述第一開口寬度大于第二開口寬度。
[0030]作為優(yōu)選，還包括支腿，其設(shè)置在殼體底部。
[0031]作為優(yōu)選，還包括控制器，控制第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī)、第五電機(jī)和開關(guān)的運(yùn)作。
[0032]本發(fā)明所述課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺，通過情景演示方式展現(xiàn)機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理課中各種傳動機(jī)構(gòu)，極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理課程的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力，有利于進(jìn)行課堂教學(xué)；通過敞開式結(jié)構(gòu)使學(xué)生能直觀觀察各個傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動過程，了解傳動機(jī)構(gòu)各個部件之間的連接方式；演示臺中的五個傳動機(jī)構(gòu)，通過繼電器控制，既能獨(dú)立運(yùn)動，又能連續(xù)運(yùn)動，操作方便簡單，使學(xué)生能夠全面了解演示臺所展示的傳動機(jī)構(gòu)的同時，又能對其中一個傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行獨(dú)立操作；演示臺機(jī)電相結(jié)合，利用繼電器設(shè)計出簡單的控制電路，在進(jìn)行機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)演示的同時也會使學(xué)生對機(jī)電控制有初步的認(rèn)識。
[0033]通過第一傳動機(jī)構(gòu)和第一人體模型，學(xué)生可以了解曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和五連桿限位變形機(jī)構(gòu)，在進(jìn)行授課時，可以通過第一人體模型運(yùn)動位置的確定性這一例子，向?qū)W生講解連桿機(jī)構(gòu)自由度的計算以及對自由度進(jìn)行角度限位的方法的知識點(diǎn)，使學(xué)生對于知識點(diǎn)更加通俗易懂。
[0034]本發(fā)明中通過第一人體模型各連桿的尺寸的合理準(zhǔn)確的設(shè)計計算，在第一人體模型進(jìn)行起立坐下運(yùn)動時，對小手臂、大手臂、身軀、大腿以及小腿之間的角度進(jìn)行約束。理論上第一人體模型運(yùn)動機(jī)構(gòu)自由度為2、需要有2個電動機(jī)，機(jī)構(gòu)才具有確定運(yùn)動。而本演示臺通過第一人體模型呈站姿時上肢的大臂向后與身體中心線呈14-16度角度約束，實(shí)現(xiàn)了只需要I個電動機(jī)，第一人體模型起立坐下的動作就具有確定性，調(diào)整這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計使本發(fā)明減少了一個電動機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。
[0035]通過第二傳動機(jī)構(gòu)和第二人體模型，學(xué)生可以了解鏈傳動機(jī)構(gòu)，齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)，絲桿螺母傳動機(jī)構(gòu)，能直觀的看到三種傳動機(jī)構(gòu)的組合傳動，也能對機(jī)電控制中的限位開關(guān)有初步的了解。
[0036]通過第三傳動機(jī)構(gòu)，學(xué)生可以了解蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)，以及大小齒輪傳動機(jī)構(gòu)，在授課時，可以向?qū)W生形象講述時針與分針如何做到1: 12的速度關(guān)系，通過這一例子向?qū)W生講解通過調(diào)節(jié)每一級的減速比1:2#這一知識點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了最終時針與分針?biāo)俣缺葹?br> I: 12的要求，學(xué)生對齒輪減速比有了更深刻的了解。
[0037]通過第四傳動機(jī)構(gòu)，學(xué)生可以了解雙曲柄滑塊傳動機(jī)構(gòu)，其中所述第四傳動機(jī)構(gòu)中門運(yùn)動機(jī)構(gòu)還具有自鎖功能，當(dāng)門處于關(guān)閉或打開狀態(tài)時，第2主動桿、第三從動桿之間的鉸接點(diǎn)與第三從動桿、第四從動桿之間的鉸接點(diǎn)在一直線上，這時如果門處于關(guān)閉或打開狀態(tài)時，僅依靠外力無法推動門，只能通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，來開關(guān)門。依靠這種機(jī)械自鎖功能這時起到安全保護(hù)作用，防止外力突然作用在門上對門產(chǎn)生運(yùn)動，發(fā)生意外事故，因此這種門的創(chuàng)新機(jī)構(gòu)可以廣泛用于目前的電梯門、自動門等場合。
[0038]通過第五傳動機(jī)構(gòu)，學(xué)生可以了解直齒圓錐齒輪傳動機(jī)構(gòu)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1為本發(fā)明所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺的結(jié)構(gòu)示正視圖。
[0040]圖2為本發(fā)明所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺的結(jié)構(gòu)示俯視圖。
[0041]圖3為本發(fā)明所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺的第一傳動機(jī)構(gòu)及第一人體模型的運(yùn)動示意圖。
[0042]圖4為本發(fā)明所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺的第二傳動機(jī)構(gòu)及第二人體模型的運(yùn)動示意圖。
[0043]圖5為本發(fā)明所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺的第三傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動示意圖。
[0044]圖6為本發(fā)明所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺的第四傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動示意圖。
[0045]圖7為本發(fā)明所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺的第五傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0047]實(shí)施例一:
[0048]—種課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺,包括:
[0049]如圖1和圖2，所示殼體，其包括一個底面39和兩個相互銜接的側(cè)壁分別為第一側(cè)壁40和第二側(cè)壁41，其中，第一側(cè)壁40上靠近底面處設(shè)置有第一開口 43 ；
[0050]殼體呈敞開式結(jié)構(gòu)，使學(xué)生更直觀觀察各個部件的精細(xì)運(yùn)轉(zhuǎn)，了解各個部件之間的連接方式；
[0051]如圖3,所不第一傳動機(jī)構(gòu),其設(shè)置在殼體內(nèi)，所述第一傳動機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)I,例如型號為60KTYZ，220V, 10r/min, 20W單向可逆同步電機(jī)，其設(shè)置在殼體內(nèi)；第一連桿機(jī)構(gòu)，其包括一端與所述第一電機(jī)輸出軸4樞接的第一主動桿2、一端與第一主動桿2另一端樞接的第一從動桿3以及一端與所述第一從動桿3另一端樞接的第二從動桿5 ；
[0052]如圖1、圖2和圖3，所示第一人體模型6，數(shù)量為2，其四肢關(guān)節(jié)均為樞接且兩個膝關(guān)節(jié)間隔開平行設(shè)置在所述第二從動桿5上，第一人體模型6呈站姿時其中心線與底面垂直；
[0053]2個課桌模型45和2把椅子模型46,其分別設(shè)置在殼體內(nèi)的第一人體模型6的前后兩側(cè)；
[0054]支撐件分別為第一支撐件47和第二支撐件，共有2個支撐件，所述第一支撐件47包括兩個彎折件，所述彎折件的下端固設(shè)在椅子模型上端兩側(cè)，所述彎折件上端與所述第一人體模型6上肢下端鉸接,使得第一人體模型6呈站姿時上肢的大臂向后與身體中心線呈15度角度，所述第二支撐件固設(shè)在椅子模型上的第一人體模型6的兩個下肢之間，且第二支撐件上端與所述第二從動桿樞接；
[0055]通過對第一人體模型6運(yùn)動時自由度的計算:F = 3n-2PL-PH = 3 X 4-2 X 5 = 2,可知驅(qū)動第一人體模型6在運(yùn)動時需要2個電機(jī),第一人體模型6運(yùn)動位置才具有確定性,但在第一傳動機(jī)構(gòu)中只采用了一個第一電機(jī)1，因此，通過把上肢的大臂、小臂與身體進(jìn)行角度限位的方法，限制第一人體模型6呈站姿時上肢的大臂向后與身體中心線呈15度左右，此時第一人體模型6運(yùn)動位置具備確定性；
[0056]第一電機(jī)I通過第一連桿機(jī)構(gòu),帶動第一人體模型6運(yùn)動,完成第一人體模型6起立和坐下動作；
[0057]如圖4，所示第二傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在殼體內(nèi)，所述第二傳動機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)14，例如型號為60KTYZ，220V, 10r/min, 20W單向可逆同步電機(jī)，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)的第一側(cè)壁上；絲桿η和螺母8，絲桿η外徑nmm，單頭，螺距6mm，所述絲桿11 一端通過鏈輪和所述第二電機(jī)14輸出軸連接，所述螺母8套設(shè)在所述絲桿11上，所述鏈輪，大鏈輪13齒數(shù)為16,小鏈輪12齒數(shù)為8 ;第一齒輪10,齒數(shù)28,模數(shù)1.5,其齒輪面與殼體底面平行設(shè)置在螺母8上端，并通過穿過齒輪10中心的軸與螺母8可旋轉(zhuǎn)的連接；齒條15，其與絲桿11軸向方向平行設(shè)置在絲桿11另一端的側(cè)面，所述齒條15與所述齒輪10哨合傳動；第一擋片9，為2mm厚冷軋板，其設(shè)置在螺母8上，所述第一擋片9所在平面與所述絲桿11軸向方向垂直；第一限位開關(guān)17,例如型號為SY-TX-SN5C,其設(shè)置在殼體內(nèi)，且所述第一限位開關(guān)17設(shè)置為當(dāng)?shù)谝积X輪10與齒條15嚙合后旋轉(zhuǎn)90度時第一限位開關(guān)17與所述第一擋片9相接觸；
[0058]如圖1、圖2和圖4，所示第二人體模型7，通過螺釘把其固定設(shè)置在第一齒輪10上，齒輪套在螺母8上面的銷軸上,齒輪與軸之間可以相對轉(zhuǎn)動,小鏈輪12太小,并且傳力不大，因此在設(shè)計時采用M3的小螺釘，直接把小鏈輪12固定在絲桿11上。提高第二人體模型7運(yùn)動速度，鏈傳動采用實(shí)行增速，傳動比為2: I，第二人體模型7速度:u A= 6mm/
rXn螺桿=6mm/rX2n電機(jī)=6mm/rX2X 10r/min = 120mm/m i。
[0059]教課桌16，其設(shè)置在殼體內(nèi)的絲桿11另一端的設(shè)置有齒條15同側(cè)，所述齒條15設(shè)在教課桌16與絲桿11另一端之間。
[0060]第二電機(jī)14啟動，通過鏈輪傳動傳遞給絲桿11，絲桿11旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成螺母8的直線運(yùn)動，通過螺母8上的軸帶動螺母8上的齒輪10做直線運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)第二人體模型7的移動，當(dāng)?shù)诙梭w模型7走到教課桌16時，齒輪10與齒條15開始嚙合傳動，帶動第二人體模型7旋轉(zhuǎn)，當(dāng)齒輪10與齒條15嚙合傳動7個齒數(shù)時，安裝在螺母8上的第一擋片9與第一限位開關(guān)17接觸，第二電機(jī)14停止轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)第二人體模型7轉(zhuǎn)動90°面向第一人體模型6 ；
[0061]如圖1、圖2和圖5,所不第三傳動機(jī)構(gòu),其設(shè)置在殼體的第一側(cè)壁上,其包括第三電機(jī)18，例如型號:60KTYZ，220V，10r/min，20W單向可逆同步電機(jī)，其設(shè)置在殼體外，時鐘51,其設(shè)置在殼體的第一側(cè)壁內(nèi)側(cè),所述時鐘51由第三電機(jī)18驅(qū)動；
[0062]所述第三傳動機(jī)構(gòu)還包括:
[0063]齒數(shù)為35的蝸輪20和單頭蝸桿19，所述蝸桿19與第三電機(jī)18輸出軸同軸，所述蝸輪20與蝸桿19嚙合，且所述蝸輪20與所述時鐘51中心軸同軸21 ；
[0064]兩個大齒輪，齒數(shù)45，為第一大齒輪37和第二大齒輪22 ;兩個小齒輪，齒數(shù)13，為第一小齒輪36和第二小齒輪38 ;所述第一大齒輪37和第一小齒輪36與時鐘51中心軸同軸，所述第二大齒輪22與第一小齒輪36哨合,所述第二小齒輪38與第一大齒輪37哨合；分針53固定在第一小齒輪36上，時針52固定在第一大齒輪37上。
[0065]一個霍爾磁性接近開關(guān)，其信號發(fā)射端正對蝸輪一側(cè)設(shè)置；
[0066]兩個貫通孔，其從蝸輪20 —側(cè)貫穿到蝸輪另一側(cè)，可以實(shí)現(xiàn)接近開關(guān)的信號可以發(fā)射入貫通孔中，兩個孔中分別設(shè)置有磁鐵。
[0067]第三電機(jī)18啟動，通過蝸輪20蝸桿19把運(yùn)動傳遞給二級直齒圓柱齒輪的第一小齒輪36，蝸輪20蝸桿19的減速比為1: 35。與蝸輪20連接的第一級圓柱齒輪的小齒輪36帶動分針53轉(zhuǎn)動，第二級圓柱齒輪齒輪的大齒輪37帶動時針52轉(zhuǎn)動。為了實(shí)現(xiàn)時針52與分針53走動速度為1: 12的關(guān)系，二級直齒圓柱齒輪的減速比為1: 12.每一級的減速比為1:2萬。
[0068]如圖1和圖6，所示第四傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在第一開口處，其包括第四電機(jī)，例如型號60KTYZ，220V, 10r/min, 20W單向可逆同步電機(jī)；滑軌25，其設(shè)置在第一開口上端，所述滑軌25軸向方向與所述底面平行設(shè)置；門28，其上端與滑軌25滑動連接，門28包括兩個左右開啟的門體；第二連桿機(jī)構(gòu)，其包括第二主動桿50,所述第四電機(jī)輸出軸貫穿固設(shè)在第二主動桿50中部；兩個第三從動桿23，兩個所述第三從動桿23 —端分別與第二主動桿50 —端鉸接；兩個第四從動桿24，其一端分別與所述兩個第三從動桿23另一端一一對應(yīng)鉸接，所述兩個第四從動桿24分別與所述門28的上端的固定連接；第二限位開關(guān)27，例如型號:SY-TX-SN5C和第二擋片，第二限位開關(guān)27設(shè)置在門28開啟最大位置時的一個門28體的外邊沿處，第二擋片設(shè)置在第一側(cè)壁上并使得門28開啟最大位置后其與第二限位開關(guān)27接觸，第四電機(jī)48停止轉(zhuǎn)動；第三限位開關(guān)26，例如型號:SY-TX-SN5C和第三擋片，第三限位開關(guān)26設(shè)置在一個門28體表面上，第三擋片對應(yīng)第三限位開關(guān)26設(shè)置在另一個門28體表面上，以使得當(dāng)兩門28體閉合時第三限位開關(guān)26和第三擋片接觸，第四電機(jī)48停止轉(zhuǎn)動。
[0069]第二開口，其設(shè)置在所述殼體底面上，所述第二開口一端與所述第一開口下端連通，且所述第一開口的中心線與所述第二開口中心線垂直。
[0070]所述絲桿沿第二開口中心線設(shè)置在第二開口處，所述絲桿一端延伸出殼體。
[0071 ] 所述滑軌25長度大于所述第一開口寬度，所述第一開口寬度大于第二開口寬度。
[0072]如圖7，所示第五傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在第二側(cè)壁上，其包括第五電機(jī)33，例如型號:60KTYZ，220V，10r/min，20W單向可逆同步電機(jī)；兩個相互嚙合的錐齒輪，小的錐齒輪31直徑為30mm，大的錐齒輪32直徑為39mm，大的錐齒輪32與所述第五電機(jī)33輸出軸同軸，小的錐齒輪31套設(shè)在一幕布軸29的一端，其中，第五電機(jī)33驅(qū)動兩個相互嚙合的錐齒輪帶動幕布30收起或者放下。
[0073]如圖1，所示所述殼體還包括支腿42，其設(shè)置在殼體底部，多個控制器，其分別設(shè)置在第一傳動機(jī)構(gòu)、第二傳動機(jī)構(gòu)、第三傳動機(jī)構(gòu)、第四傳動機(jī)構(gòu)和第五傳動機(jī)構(gòu)的控制電路上；多個開關(guān)，其分別與所述控制器連接，所述控制器，控制第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī)、第五電機(jī)和開關(guān)的運(yùn)動。
[0074]本發(fā)明課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺的運(yùn)行控制過程如下:
[0075]a.課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺初始狀態(tài):門28關(guān)閉，第二人體模型7在門28夕卜，時鐘51停在7: 50,幕布30在最上端,第一人體模型6處于坐下狀態(tài)。
[0076]b.按下第四傳動機(jī)構(gòu)開啟控制開關(guān)，門28開始打開，同時按下第三傳動機(jī)構(gòu)控制開關(guān)，時鐘51開始走動。
[0077]c.門28完全打開時，按下第二傳動機(jī)構(gòu)控制開關(guān)，第二人體模型7開始移動。
[0078]d.第二人體模型7移動到講臺時，按下第四傳動機(jī)構(gòu)關(guān)閉控制開關(guān)，使門28關(guān)閉；按下第五傳動機(jī)構(gòu)放下控制開關(guān)，幕布30開始放下。
[0079]e.幕布30完全放下，時鐘51走到8點(diǎn)時，按下第一傳動機(jī)構(gòu)控制開關(guān)，第一人體模型完6成起立坐下動作后，第二人體模型7開始上課。
[0080]盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【權(quán)利要求】
1.一種課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺,其特征在于,包括: 殼體，其包括一個底面和兩個相互銜接的側(cè)壁分別為第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，其中，第一側(cè)壁上靠近底面處設(shè)置有第一開口； 第一傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在殼體內(nèi)，所述第一傳動機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)，其設(shè)置在殼體內(nèi)；第一連桿機(jī)構(gòu)，其包括一端與所述第一電機(jī)輸出軸樞接的主動桿、一端與第一主動桿另一端樞接的第一從動桿以及一端與所述第一從動桿另一端樞接的第二從動桿； 第一人體模型，其四肢關(guān)節(jié)均為樞接且兩個膝關(guān)節(jié)間隔開平行設(shè)置在所述第二從動桿上,第一人體模型呈站姿時其中心線與底面垂直； 第二傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在殼體內(nèi)，所述第二傳動機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)的第一側(cè)壁上；絲桿和螺母，所述絲桿一端通過鏈輪和所述第二電機(jī)輸出軸連接，所述螺母套設(shè)在所述絲桿上；第一齒輪，其齒輪面與殼體底面平行設(shè)置在螺母上端，并通過穿過齒輪中心的軸與螺母可旋轉(zhuǎn)的連接；齒條，其與絲桿軸向方向平行設(shè)置在絲桿另一端的側(cè)面，所述齒條與所述第一齒輪嚙合傳動；第一擋片，其設(shè)置在螺母上，所述第一擋片所在平面與所述絲桿軸向方向垂直；第一限位開關(guān)，其設(shè)置在殼體內(nèi)，且所述第一限位開關(guān)設(shè)置為當(dāng)?shù)谝积X輪與齒條哨合后旋轉(zhuǎn)90度時第一限位開關(guān)與所述第一擋片相接觸； 第二人體模型，其固定設(shè)置在第一齒輪上。
2.如權(quán)利要求1所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺，其特征在于，還包括: 第三傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在殼體的第一側(cè)壁上，其包括第三電機(jī)，其設(shè)置在殼體外，時鐘傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在殼體的第一側(cè)壁內(nèi)側(cè)，所述時鐘傳動機(jī)構(gòu)由第三電機(jī)驅(qū)動； 第四傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在第一開口處，其包括第四電機(jī)；滑軌，其設(shè)置在第一開口上端，所述滑軌軸向方向與所述底面平行設(shè)置；門，其上端與滑軌滑動連接，門包括兩個左右開啟的門體；第二連桿機(jī)構(gòu)，其包括第二主動桿，所述第四電機(jī)輸出軸貫穿固設(shè)在第二主動桿中部；兩個第三從動桿，兩個所述第三從動桿一端分別與第二主動桿一端鉸接；兩個第四從動桿，其一端分別與所述兩個第三從動桿另一端一一對應(yīng)鉸接，所述兩個第四從動桿分別與所述門的上端的固定連接；第二限位開關(guān)和第二擋片，第二限位開關(guān)設(shè)置在門開啟最大位置時的一個門體的外邊沿處，第二擋片設(shè)置在第一側(cè)壁上并使得門開啟最大位置后其與第二限位開關(guān)接觸；第三限位開關(guān)和第三擋片，第三限位開關(guān)設(shè)置在一個門體表面上，第三擋片對應(yīng)第三限位開關(guān)設(shè)置在另一個門體表面上，以使得當(dāng)兩門體閉合時第三限位開關(guān)和第三擋片接觸； 第五傳動機(jī)構(gòu)，其設(shè)置在第二側(cè)壁上，其包括第五電機(jī)；兩個相互嚙合的錐齒輪，一個錐齒輪與所述第五電機(jī)輸出軸同軸，另一個錐齒輪套設(shè)在一幕布軸的一端，其中，第五電機(jī)驅(qū)動兩個相互嚙合的錐齒輪帶動幕布收起或者放下。
3.如權(quán)利要求2所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺，其特征在于，還包括: 至少一個課桌模型和至少一把椅子模型，其分別設(shè)置在殼體內(nèi)的第一人體模型的前后兩側(cè)； 支撐件分別為第一支撐件和第二支撐件，所述第一支撐件包括兩個彎折件，所述彎折件的下端固設(shè)在椅子模型上端兩側(cè)，所述彎折件上端與所述第一人體模型上肢下端鉸接，使得第一人體模型呈站姿時上肢的大臂向后與身體中心線呈14-16度角度，所述第二支撐件固設(shè)在椅子模型上的第一人體模型的兩個下肢之間，且第二支撐件上端與所述第二從動桿樞接； 教課桌，其設(shè)置在殼體內(nèi)的絲桿另一端的設(shè)置有齒條同側(cè)，所述齒條設(shè)在教課桌與絲桿另一端之間。
4.如權(quán)利要求2所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺，其特征在于，所述第三傳動機(jī)構(gòu)還包括: 蝸輪和蝸桿，所述蝸桿與第三電機(jī)輸出軸同軸，所述蝸輪與蝸桿嚙合，且所述蝸輪與所述時鐘中心軸同軸； 一個霍爾磁性接近開關(guān)，其信號發(fā)射端正對蝸輪一側(cè)設(shè)置； 兩個貫通孔，其從蝸輪一側(cè)貫穿到蝸輪另一側(cè)，可以實(shí)現(xiàn)接近開關(guān)的信號可以發(fā)射入貫通孔中，兩個孔中分別設(shè)置有磁鐵。
5.如權(quán)利要求3或4中任一項所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺,其特征在于,還包括: 多個繼電器，其分別設(shè)置在第一傳動機(jī)構(gòu)、第二傳動機(jī)構(gòu)、第三傳動機(jī)構(gòu)、第四傳動機(jī)構(gòu)和第五傳動機(jī)構(gòu)的控制電路上； 多個開關(guān)，其分別與所述繼電器連接。
6.如權(quán)利要求5所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺，其特征在于，還包括: 第二開口，其設(shè)置在所述殼體底面上，所述第二開口一端與所述第一開口下端連通，且所述第一開口的中心線與所述第二開口中心線垂直。
7.如權(quán)利要求6所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺，其特征在于，所述絲桿沿第二開口中心線設(shè)置在第二開口處，所述絲桿一端延伸出殼體。
8.如權(quán)利要求7所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺，其特征在于，所述滑軌長度大于所述第一開口寬度，所述第一開口寬度大于第二開口寬度。
9.如權(quán)利要求8所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺，其特征在于，還包括支腿，其設(shè)置在殼體底部。
10.如權(quán)利要求9所述的課堂機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)綜合演示臺，其特征在于，還包括控制器，控制第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、第四電機(jī)、第五電機(jī)和開關(guān)的運(yùn)作。
【文檔編號】G09B25/02GK104200737SQ201410376481
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】桂偉, 姚層林, 常虹, 周建國, 李成龍, 沈彩霞, 韓強(qiáng), 鄭夢偉 申請人:武漢商學(xué)院