[实用新型]一种基于启发式教学的智能型四连杆教学教具

摘要

本实用新型公开了一种基于启发式教学的智能型四连杆教学教具，包括铝合金机架、丝杠滑台、电机转配体、主动连架杆、从动连架杆、连杆、显示屏、摆架和控制电路，丝杠滑台和电机转配体均固定在铝合金机架上，主动连杆架固定在电机转配体上，从动连架杆固定在丝杠滑台上，连杆连接在主动连架杆和从动连架杆上，摆架固定在连杆上，显示屏固定安装在铝合金机架上。本实用新型具有启发式教学模式，通过人机界面完美表达，通过触摸显示屏控制操作四连杆教具运转并实时显示分析相关数据，有利于同学们深刻掌握四连杆知识，填补现有本科生四连杆教学关于极限摆角的空白，通过直观的观察和亲自动手操作，促使学生自主思考，调动学生的学习主动性。

主权项

一种基于启发式教学的智能型四连杆教学教具，包括铝合金机架（a）、丝杠滑台（b）、电机转配体（c）、主动连架杆（d）、从动连架杆（d2）、连杆（e）、显示屏（f）、摆架（g）和控制电路，其特征在于，所述丝杠滑台（b）和电机转配体（c）均固定在铝合金机架（a）上，所述主动连架杆（d）固定在电机转配体（c）上，所述从动连架杆（d2）固定在丝杠滑台（b）上，所述连杆（e）连接在主动连架杆（d）和从动连架杆（d2）上，所述摆架（g）固定在连杆（e）上，所述显示屏（f）固定安装在铝合金机架（a）；所述丝杠滑台（b）包括固定在滑台机架（32）上的丝杠导轨（31）和步进电机A（30），所述步进电机A（30）通过联轴器A（29）连接有两根导程丝杠（28），导程丝杠（28）上安装有两端为带座轴承（34）的丝杠滑块A（33），带座轴承（34）之间连接有固定支撑铰链轴（35），固定支撑铰链轴（35）的一端连接有导电滑环A（36）；所述主动连架杆（d）和从动连架杆（d2）结构相同，包括铰链基座（1）、丝杠基座（2）和丝杠（3），所述固定支撑铰链轴（35）另一端安装在铰链基座（1）上端，所述丝杠基座（2）固定在铰链基座（1）下端，所述丝杠（3）通过联轴器B（4）与步进电机B（5）相连，所述丝杠（3）安装在丝杠基座（2）上，丝杠（3）上套有丝杠滑块B（45），丝杠滑块B（45）包括丝杠螺母（7）、链接块（9）和固定在链接块（9）两端的直线轴承B（8）组成，丝杠螺母（7）固定在链接块（9）上，所述丝杠（3）穿过丝杠螺母（7）且末端安装有铜套（14），所述丝杠基座（2）上固定有两根丝杠导轨（6），丝杠导轨（6）穿入直线轴承B（8）且末端固定安装有丝杠上轴承座（12），所述丝杠滑块B（45）上端固设有支撑杆支撑片（11），支撑杆支撑片（11）上固定安装有三根支撑杆（10），三根支撑杆（10）穿过丝杠上轴承座（12）上的铜套（14）且末端安装有支撑杆连接片（13），所述丝杠（3）末端的铜套（14）固定在丝杠上轴承座（12）上，支撑杆连接片（11）顶端安装有连接片（16）和固定架（18），连接片（16）上安装有铰链轴承（15），固定架（18）上安装有导电滑环B（17）；所述电机转动装配体（c）包括步进电机C（37）和减速斜齿轮组，所述步进电机（37）通过弹性联轴器（38）连接有主动轴（39），所述减速斜齿轮组的小齿轮（42）安装在主动轴（39）上，减速斜齿轮组的大齿轮（41）上安装有从动轴（40），所述主动轴（39）末端安装有用于测量角度角速度的光电编码器（43），所述从动轴（40）一端安装有导电滑环C（44），从动轴（40）另一端安装在铰链基座（1）上；所述连杆（e）包括链接板（19）、左连接板（21）、右连接板（22）和四根玻纤（20），所述四根玻纤（20）呈矩形分布固定在链接板（19）和右连接板（22）之间，所述左连接板（21）固定在链接板（19）和右连接（22）之间的玻纤（20）上，右连接板（22）另一端安装有与铰链轴承（15）配合的下滑块上铰链架（23），所述连杆（e）的四个玻纤（20）上安装有上滑块（46）和下滑块（47），所述上滑块（46）和下滑块（47）均由两个直线轴承C（24）和固定在直线轴承C（24）之间的连接板（25）组成；所述摆架（g）包括硬纸片（48）、L形轴（49）、固定夹（50）、角度传感器（51），所述L形轴（49）通过固定夹（50）夹紧在连杆（e）上，所述硬纸片（48）安装在L形轴（49）上端，所述角度传感器（51）安装在L形轴（49）下端；所述控制电路包括S12XS128核心芯片，S12XS128核心芯片通过四个步进电机驱动器分别连接步进电机A（30）、两个步进电机B（5）和步进电机C（37），S12XS128核心芯片的六路AD采集输入端口分别连接主动连架杆（d）伸长长度电压信号AD1、从动连架杆（d2）伸长长度电压信号AD2、机架杆伸长长度电压信号AD3、连杆（e）伸长长度电压信号AD4、摆架（g）在连杆（e）上位移电压信号AD5和摆架（e）转动角度电压信号AD6，S12XS128核心芯片还连接光电编码器（43）和显示屏（f）。