[发明专利]一种机构演示教学平台

说明书

技术领域

本发明涉及辅助教学领域，特别是一种机构演示教学平台。

背景技术

机械原理课程机构认识实验一般通过机构展示柜或机构模型来增强学生对机构连接和运动的感性认识。传统机构展示柜演示机构种类多，但体积庞大不利于课堂演示，理论教学与实践教学不能实现很好的统一；机构模型体积小，但演示机构较为单一，学生对机构的认识不够全面。

发明内容

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种机构演示教学平台，其体积小巧，能演示多种机构运动，有利于机械原理的课堂教学。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种机构演示教学平台，包括机器人躯体、行走组件和电机，所述躯体上至少设有三组行走组件；

所述躯体包括呈上下分隔设置上支撑板和下支撑板；所述电机固定在下支撑板上端面；

所述行走组件包括行走轴、第一曲柄、第二曲柄、第一摇杆、第二摇杆和行走腿，所述行走轴通过第一轴承座安装在下支撑板上端面，所述第一曲柄和第二曲柄对应固定在行走轴两端并位于下支撑板的左右两侧外，第一曲柄和第二曲柄相位相差180°；所述第一摇杆可动连接安装在上支撑板侧面，并对应设置在第一曲柄一侧；所述第一曲柄和第一摇杆的活动端之间设置行走腿，该行走腿与第一曲柄、第一摇杆构成曲柄摇杆机构；所述第二摇杆通过可动连接安装在上支撑板侧面，并对应设置在第二曲柄一侧；所述第二曲柄和第二摇杆的活动端之间设置行走腿，该行走腿与第二曲柄、第二摇杆构成曲柄摇杆机构；相邻的行走组件间两第一曲柄相位相差180°，两第二曲柄相位相差180°，行走腿能随曲柄转动接触地面或者脱离地面；

相邻的行走组件间的行走轴通过同步带连接，择一所述行走轴作为驱动轴，驱动轴通过齿轮减速组与所述电机连接；齿轮减速组和电机均安装在下支撑板上端面；所述齿轮减速组包括相啮合的输入齿轮和输出齿轮，所述输入齿轮与电机输出端相连并同轴线设置，输出齿轮固定在驱动轴上并与驱动轴同轴线设置；

所述躯体相对行走腿一侧分别设置有轨迹板，所述轨迹板位于行走腿外侧并与行走腿外端面正对且平行，轨迹板通过支架连接下支撑板；所述轨迹板为透明板且其上刻画有对应行走腿的行走触地点的运动轨迹，所述轨迹板下端面与走腿行走触地点的运动最低点平齐；所述行走腿的行走触地点处设置便于观察的标识。

在正常的机构教学中，通常是将该机构的模型拿到课堂给学生演示；学生只能在演示中了解原理，但并不能通过机构实际了解其运行轨迹，直观性不足，不利于教学深入展开。同时，在通常的机构模型中，这些模型大多为木质模型，其只用于单一机构演示，并且体积庞大不利于课堂演示；理论教学与实践教学不能实现很好的统一。也有些机构模型体积小，但演示机构较为单一，学生对机构的认识不够全面。这里将机构结合实际应用，组合成能够自动行走的多足机器人，包括曲柄摇杆机构、同步带机构和齿轮机构等三种机构。其中，行走组件通过曲柄相位差设置实现一半行走腿抬起时，另一半行走腿触地，这样行走腿在抬起和触地的循环过程中带动机械人移动。这里设置有透明的轨迹板，透过轨迹板上刻画的运动轨迹和行走腿的标识可以清楚、直观的观察行走腿的行走触地点的实际运动，让学生清楚了解结构的实际应用，增强课堂趣味性、及学生学习兴趣。

优选地，所述标识由不同颜色的荧光涂层或LED灯组成，同侧且相邻的所述行走腿之间采用不同颜色的标识。不同标识可以方便对不同行走腿之间的轨迹区分，有利于观察。

优选地，所述行走腿与行走腿、曲柄之间的连接点分别设置标识，所述标识由LED灯组成，相邻标识之间的LED灯颜色不相同；所述轨迹板上设有对应行走腿与行走腿、曲柄之间的连接点的运动轨迹；所述LED灯通过设置在上支撑板的控制器连接控制。这里将曲柄连杆机构中关键点的轨迹全部展现，以利于对整个机构的实际运行进行实际的观察。

优选地，所述驱动轴上还设置有第一链盘，所述上支撑板上端面设有对应第一链盘的第二链盘，第一链盘和第二链盘之间设有链条；所述第二链盘设置在第一传动轴一端，第一传动轴通过第二轴承座水平安装在上支撑板上端面，所述第一传动轴的正下方或正上方设有与其相垂直的第二传动轴，所述第一传动轴与第二传动轴之间通过涡轮蜗杆传动，第二传动轴通过第三轴承座水平安装在上支撑板上端面；