專利名稱：傳動機構積木模組的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可以演示各種傳動機構構件的連動關系和動作原理的傳動機構積木模組。
機構組裝定位及連動，常應用各種不同的機械構件加以達成，例如，平面四連桿組、曲柄滑塊組、平板凸輪組、齒輪組、皮帶組、鏈條組螺桿組．．等等，而各種機械構件的設計型態(tài)，都有其特定目的，其中，平面四連桿組可呈現(xiàn)連桿的牽移變化，曲柄滑塊組可做旋轉運動與直線運動的轉換，齒輪組的轉速變換，皮帶組及鏈條組的旋轉連動..。
上述各種機構模組的種類繁多，而在機械設計應用上，又都是依其特定需要加以設計，彼此之間，若要形成連動關系，還要再作特定部位的特殊制造，才能使其定位連結，而讓旋轉運動的動力能達到傳遞或轉向的預期效果。
一般來說，機械設計須涉及相當多的理工科技的知識，而人類對于一門學問的認知，又以可見、可操作為學習上的最佳導入方式，雖然，各種機械構件都可制成模型狀，以供學生上課時參考認識，然而，目前課堂上所使用的各種機械構件模型，并不具有相對的連動關系，且不同的機械構件模型并不能任意組合加以變化，如此一來，學生的學習效果則僅能呆板的認識各種類型的機械構件，而難以理解各種機械構件的連動關系，以及所能組成的各種變化。
本實用新型的目的在于提供一種傳動機構積木模組，其是在相同的基本架構中設置不同的機械構件，使其形成各種可任意變換組合的模組，以演示各種傳動機構構件的連動關系和動作原理。
本實用新型的技術方案是提供一種傳動機構積木模組，其特征在于其包括兩片相對的架板，在兩片架板中設置傳動機構，架板上設置十字滑槽，十字滑槽中心位于架板中心點，且兩垂直滑槽分別平行于架板側邊，架板對角線上靠近十字滑槽位置相對端分別設置傳動軸孔，架板上設置數(shù)長槽，兩片相對的架板各角落設置平行組合墊塊，平行組合墊塊周面設置嵌槽，傳動機構的動力軸樞設于傳動軸孔中，動力軸上末端設置旋轉接頭。
所述傳動機構積木模組，其特征在于該傳動機構是設置于兩片相對的架板之間的連桿模組。
所述傳動機構積木模組，其特征在于該連桿模組，包括曲柄滑塊模組或平面四連桿模組、雙滑塊模組、齒輪五連桿模組、肘節(jié)機構模組、升降機連桿模組。
所述傳動機構積木模組，其特征在于該傳動機構是設置于兩片相對的架板之間的凸輪模組。
所述傳動機構積木模組，其特征在于該凸輪模組包括日內瓦輪模組或不具偏置量的平板凸輪模組、具偏置量的平板凸輪模組、平板凸輪從動件搖擺運動模組、偏心確動凸輪模組、筒形凸輪模組。
所述傳動機構積木模組，其特征在于該傳動機構是設置于兩片相對的架板之間的齒輪模組。
所述傳動機構積木模組，其特征在于該齒輪模組包括蝸桿蝸輪模組或直齒正齒輪模組、斜齒正齒輪模組、螺旋正齒輪模組、正傘齒輪模組、螺旋傘齒輪模組。
所述傳動機構積木模組，其特征在于該傳動機構是設置于兩片相對的架板之間的皮帶鏈條模組。
所述傳動機構積木模組，其特征在于該皮帶鏈條模組包括平皮帶傳動模組或時規(guī)皮帶傳動模組、V型皮帶傳動模組、圓形皮帶傳動模組、鏈條傳動模組、鋼索傳動模組。
所述傳動機構積木模組，其特征在于傳動機構是設置于兩片相對的架板之間的螺桿模組。
所述傳動機構積木模組，其特征在于該螺桿模組包括方型螺桿傳動模組或V型螺桿傳動模組、梯型螺桿傳動模組、滾珠螺桿傳動模組、無牙螺桿傳動模組、左右螺桿傳動模組。
所述傳動機構積木模組，其特征在于傳動機構是設置于兩片相對的架板之間的齒輪組合模組。
所述傳動機構積木模組，其特征在于該齒輪組合模組包括齒輪轉換驅動模組或單式齒輪系模組、復式齒輪系模組、回歸齒輪系模組、周轉齒輪系模組、往返旋轉復式齒輪模組。
所述傳動機構積木模組，其特征在于在組裝傳動機構的兩片相對的架板外側連接檢測單元形成檢測模組，包括旋轉速度檢測模組、直線速度檢測模組、高扭力檢測模組、低扭力檢測模組、直線出力檢測模組、直線位置檢測模組。
所述傳動機構積木模組，其特征在于檢測單元以旋轉接頭與傳動機構的旋轉接頭加以連接。
所述傳動機構積木模組，其特征在于旋轉接頭表面設置凹部及凸部，旋轉接頭的凸部插入另一旋轉接頭的凹部中。
所述傳動機構積木模組，其特征在于架板各角落對角線上設置數(shù)個定位孔。
所述傳動機構積木模組，其特征在于平行組合墊塊的嵌槽中埋設磁鐵。
所述傳動機構積木模組，其特征在于傳動機構的側軸固設于十字滑槽中。
所述傳動機構積木模組，其特征在于傳動機構的軸桿穿設于十字滑槽中。
本實用新型的優(yōu)點在于可組成包括連桿模組、凸輪模組、齒輪模組、皮帶鏈條模組、螺桿模組、齒輪組合模組、檢測模組、電源及驅動馬達模組，而能在教學上啟發(fā)學生，使學生能認識各種傳動機構，并且，可方便的變化出各種組合排列，而對于理工機械的輔助教學，可隨著學生的年齡增長，更進一步的模擬組合結構，以及計算動力轉換及變化值，包括建立每一模組的輸出入(INPUT/OUTPUT)力量、速度、位置等公式推導、分析，并且，可透過量具量測加以驗證，而讓學生能充分理解傳動機構的作用原理，可對于機械設計基礎的養(yǎng)成教育提供莫大助益。
以下結合附圖進一步說明本實用新型的具體結構特征及目的。
附圖簡要說明


圖1是本實用新型的架板正面圖。
圖2是本實用新型中設置凸輪的日內瓦輪模組分解圖。
圖3是本實用新型中設置凸輪的日內瓦輪模組外觀圖。
圖4是本實用新型中設置凸輪的日內瓦輪模組正視圖。
圖5是本實用新型中設置連桿的曲柄滑塊模組正視圖。
圖6是本實用新型中設置齒輪的蝸桿蝸輪模組正視圖。
圖7是本實用新型中設置皮帶鏈條的平皮帶傳動模組正視圖。
圖8是本實用新型中設置螺桿的方型螺桿傳動模組正視圖。
圖9是本實用新型中設置齒輪組合的齒輪轉換驅動模組正視圖。
圖10是本實用新型中設置連桿使不同的傳動機構模組可以傳遞動力的實施例示意圖。
圖11是本實用新型一種組合應用的實施例俯視圖。
圖12是本實用新型其他組合應用的實施例立體圖。
圖13是本實用新型的傳動機構模組配合檢測單元形成檢測模組的實施例圖。
首先，請配合參看
圖1及圖2所示，其中，本實用新型的基本架構是具有兩片相對的架板10，架板10上設置十字滑槽11，十字滑槽11中心位于架板10中心點，且兩垂直滑槽個別平行于架板10側邊，架板10各角落對角線上設置數(shù)個定位孔19，且于架板10對角線上靠近十字滑槽11位置相對端分別設置傳動軸孔12，一傳動軸孔12距離架板10側邊為H1，另一傳動軸孔12距離架板10同側邊為H2，使架板10不論那一邊站立于平面皆有此等關系。
傳動軸孔12中設置軸套13，可供各種傳動機構的動力軸穿設其中加以樞設，又，兩片相對架板10各角落設置平行組合墊塊15，其系以螺絲穿過定位孔19，并鎖入平行組合墊塊15中加以固結，平行組合墊塊15，除了可使兩架板10連結以外，更兼具確保平行度功效，又，平行組合墊塊15外周設置嵌槽151，嵌槽151中可設置磁鐵152，磁鐵152可吸附于導磁金屬板上，使兩片相對的架板10得以被鎖固，而架板10可以透明的塑膠材質或亞克力材質加以制成。
如圖2、圖3、圖4所示，是在基本架構的兩片相對架板10間，設置凸輪的日內瓦輪模組20，該日內瓦輪模組20的動力軸21可穿過軸套13，而樞設于傳動軸孔12中，并于動力軸21末端設置旋轉接頭14，旋轉接頭14表面設置凹部141及凸部142，不同的旋轉接頭14的凸部142可插入凹部141中，使旋轉接頭14旋轉時，動力可藉由旋轉接頭14加以傳遞，日內瓦輪模組20一輪上設置撥桿22，另一輪上設置缺槽23，而當動力軸21旋轉時，撥桿22可進入缺槽23中帶動另一輪旋轉一角度，形成旋轉及間歇運動的轉換，此一日內瓦輪模組20是屬于凸輪模組之一，而凸輪模組更包括不具偏置量的平板凸輪模組、具偏置量的平板凸輪模組、平板凸輪從動件搖擺運動模組、偏心確動凸輪模組、筒形凸輪模組..等，皆可設置于本實用新型基本架構的兩片相對的架板10間，而形成凸輪系列模組化設計結構，使本系列模組可與其他系列模組相互組合，達到不同組合功能。
配合參看圖5所示，其系于本實用新型基本架構的兩片相對的架板10間設置連桿的曲柄滑塊模組30，此一曲柄滑塊模組30具有連動的曲柄31，曲柄31一端設置滑塊32，滑塊32兩側設置軸桿321，軸桿321穿設于十字滑槽11，而曲柄31另端則以動力軸311樞設于架板10，動力軸311外緣穿設于旋轉接頭14，所以，旋轉動力由旋轉接頭14輸入時，可帶動曲柄30旋轉擺動，并帶動軸桿321在十字滑槽11中位移，使滑塊32可作往復運動，又，連桿模組除了曲柄滑塊模組30以外，更包括平面四連桿模組、雙滑塊模組、齒輪五連桿模組、肘節(jié)機構模組、升降機連桿模組、固定及馬達儲存箱..等，皆可設置于本實用新型基本架構的兩片相對的架板10間，而形成連桿模組化設計結構，使本系列模組可與其他系列模組相互組合，達到不同組合功能。
再如圖6所示，則是在本實用新型基本架構的兩片相對的架板10間設置齒輪的蝸桿蝸輪模組40，蝸桿蝸輪模組40的蝸桿41樞設于固定塊16，固定塊16兩側抵靠于兩架板10內側，并以螺絲鎖設于十字滑槽11中加以定位，而蝸桿41的動力軸411末端則穿設于旋轉接頭14，又，蝸輪42是以動力軸43樞設于兩相對的架板10間，使蝸輪42的輪齒嚙合于蝸桿41，所以當蝸桿41動力軸411受到旋轉接頭14輸入的旋轉動力旋轉時，可帶動蝸輪42緩速旋轉，且將旋轉動力轉換為另一軸向的旋轉接頭14向外傳遞，而由于動力軸411是位于兩相對架板10之間，且由側端穿出，其高度符合前述H1高度，使動力軸411上所設置的旋轉接頭14可與亦其模組的旋轉接頭14連接傳遞動力，又，齒輪模組除了蝸桿蝸輪模組40以外，更包括直齒正齒輪模組、斜齒正齒輪模組、螺旋正齒輪模組、正傘齒輪模組、螺旋傘齒輪模組..等，皆可設置于本實用新型基本架構的兩片相對的架板10間，而形成齒輪模組化設計結構，使本系列模組可與其他系列模組相互組合，達到不同組合功能。
再如圖7所示，則是在本實用新型基本架構的兩片相對的架板10間設置皮帶鏈條的平皮帶傳動模組50，其主動輪51以動力軸52樞設于架板10，兩從動輪54的側軸541置入十字滑槽11，并于適當位置加以鎖設定位，而在架板10上設置長槽17，惰輪53的動力軸531置入長槽17，并于鎖設定位于適當位置，側軸541、531上設置軸承，使從動輪54及惰輪53可以轉動，一平皮帶55繞設于主動輪51、惰輪53及從動輪54上，動力軸14末端設置旋轉接頭14，所以，旋轉動力由旋轉接頭14輸入時，可藉由主動輪51帶動平皮帶55旋轉，又，皮帶鏈條模組除了平皮帶傳動模組50以外，更包括時規(guī)皮帶傳動模組、V型皮帶傳動模組、圓形皮帶傳動模組、鏈條傳動模組、鋼索傳動模組..等，皆可設置于本實用新型基本架構的兩片相對的架板10間，而形成皮帶鏈條模組化設計結構，使本系列模組可與其他系列模組相互組合，達到不同組合功能。
如圖8所示，是在本實用新型基本架構的兩片相對的架板10間設置螺桿的方型螺桿傳動模組60，其系于兩片相對的架板10間設置兩固定塊16，兩固定塊16側端抵靠于兩片相對的架板10內側，并以螺絲穿入十字滑槽11及鎖入固定塊16側端加以緊固，于兩固定塊16間設置上、下兩支導桿18，兩支導桿18上穿設一滑臺63，而在兩固定塊16間設置方牙螺桿61，方牙螺桿61的動力軸62兩端設置旋轉接頭14，滑臺63中間處設置螺孔與方牙螺桿61嚙合，因此，當旋轉動力由旋轉接頭14輸入時，方牙螺桿61旋轉，可帶動滑臺63位移，而輸入的旋轉動力若形成間歇性的正反轉時，滑臺63即可產(chǎn)生往復位移，又，螺桿模組除了方型螺桿傳動模組60以外，更包括V型螺桿傳動模組、梯型螺桿傳動模組、滾珠螺桿傳動模組、無牙螺桿傳動模組、左右螺桿傳動模組..等，皆可設置于本實用新型基本架構的兩片相對的架板10間，而形成螺桿系列模組化設計結構，使本系列模組可與其他系列模組相互組合，達到不同組合功能。
再請配合參看圖9所示，是在本實用新型基本架構的兩片相對的架板10間，設置齒輪組合的齒輪轉換驅動模組70，其中，齒條71一側設置兩軸桿72，兩軸桿72穿入十字滑槽11中，齒條71另側與架板10形成一空間，偏心輪74位于此一空間并以動力軸75樞設于架板10，動力軸75末端設置旋轉接頭14，一齒輪76以動力軸77樞設于兩片相對的架板10上，齒輪76齒與齒條71齒嚙合，動力軸75、77末端分別設置旋轉接頭14，齒條71的一軸桿72樞設于連桿73一端，連桿73另端樞設于偏心輪74周緣所設置的側軸72上，而當旋轉動力由偏心輪74側的旋轉接頭14輸入時，偏心輪74的旋轉，可帶動連桿73推動齒條71，使齒條71可推動齒輪76旋轉，形成旋轉動力的傳遞轉換及增加轉速，又，齒輪組合模組除了齒輪轉換驅動模組70以外，更包括單式齒輪系模組、復式齒輪系模組、回歸齒輪系模組、周轉齒輪系模組、往返旋轉復式齒輪模組..等，皆可設置于本實用新型基本架構的兩片相對的架板10間，而形成齒輪組合系列模組化設計結構，使本系列模組可與其他系列模組相互組合，達到不同組合功能。
又，本實用新型在并排組合的動力傳遞上，可如
圖10所示，而在兩個傳動機構的積木模組間設置連桿101使動力可接續(xù)傳遞，例如，一傳動機構的積木模組，是在相對的架板10間設置兩定位塊86，兩定位塊86間設置導桿88，導桿88上套設彈簧874及設置滑塊873，滑塊873上設置滑輪872，一動力軸87上設置凸輪871，動力軸87末端可設置旋轉接頭14，凸輪871與滑輪872的接觸，是以彈簧874力推抵，而在滑塊873上設置軸桿85，另一傳動機構的積木模組，則將升降連桿83的定位軸84鎖固于十字滑槽11，而升降連桿83底端的軸桿85則穿出十字滑槽11，所以連桿101兩端可分別樞設于二傳動機構的積木模組的軸桿85上，使得一端積木模組的往復運動可藉由連桿101傳遞于升降連桿83模組，而能達到動力傳遞功效。
又，本實用新型的組合排列變化，可配合參看
圖11所示，其中，本實用新型在基本架構的兩片相對的架板10間設置馬達80，馬達80前端設置減速齒輪箱81，馬達80電源接至變壓器而構成電源及驅動馬達模組80，此一電源及驅動馬達模組80的動力軸83前端設置旋轉接頭14，而各種傳動機構的組合變化，可將各機構上等高度的旋轉接頭14對接，使旋轉接頭14的凸部142可插入另一旋轉接頭的凹部141中，如
圖11所示，是將日內瓦輪模組20、蝸桿蝸輪模組40以及曲柄滑塊模組30逐一接設，并于日內瓦輪模組20前端接設電源及驅動馬達模組80，所以，啟動馬達81及減速齒輪箱82的旋轉動力，可經(jīng)由各傳動機構的旋轉接頭14逐一向後傳遞，而使各個接續(xù)的傳動機構模組形成連動狀態(tài)，如此組合變化，使各傳動機構模組如同積木一般，而可以任意組合，又，各個傳動機構模組亦可向上堆疊另一機構傳動模組，如
圖12所示，使靠合的平行組合墊塊15的磁鐵152能相吸而加以定位，因此，動力的傳遞可于空間中三軸向發(fā)展而任意組合變化。
另外，本實用新型基本架構在兩片相對的架板10中所設置的傳動機構，可配合各種檢測單元，而形成檢測模組，如
圖13所示的檢測單元90，即可以藉由旋轉接頭14與傳動機構模組接合，形成特定的檢測模組，例如，
圖13所形成的檢測模組可對于扭力進行檢測，而依此模式所能形成的檢測模組形態(tài)，則包括旋轉速度檢測模組、直線速度檢測模組、高扭力檢測模組、低扭力檢測模組、直線出力檢測模組、直線位置檢測模組、搖擺角度檢測模組等，而能對于旋轉動力的輸入(INPUT)與輸出(OUTPUT)及傳遞進行包括速度、力量、位置等檢測工作。
又，本實用新型所構成的連桿模組、凸輪模組、齒輪模組、皮帶鏈條模組、螺桿模組、齒輪組合模組、檢測模組，皆可置入儲存箱中，而儲存箱底設置導磁金屬板，可使各模組上所設置的磁鐵吸附定位。
權利要求1．一種傳動機構積木模組，其特征在于其包括兩片相對的架板，在兩片架板中設置傳動機構，架板上設置十字滑槽，十字滑槽中心位于架板中心點，且兩垂直滑槽分別平行于架板側邊，架板對角線上靠近十字滑槽位置相對端分別設置傳動軸孔，架板上設置數(shù)長槽，兩片相對的架板各角落設置平行組合墊塊，平行組合墊塊周面設置嵌槽，傳動機構的動力軸樞設于傳動軸孔中，動力軸上末端設置旋轉接頭。
2．根據(jù)權利要求1所述傳動機構積木模組，其特征在于該傳動機構是設置于兩片相對的架板之間的連桿模組。
3．根據(jù)權利要求2所述傳動機構積木模組，其特征在于該連桿模組，包括曲柄滑塊模組或平面四連桿模組、雙滑塊模組、齒輪五連桿模組、肘節(jié)機構模組、升降機連桿模組。
4．根據(jù)權利要求1所述傳動機構積木模組，其特征在于該傳動機構是設置于兩片相對的架板之間的凸輪模組。
5．根據(jù)權利要求4所述傳動機構積木模組，其特征在于該凸輪模組包括日內瓦輪模組或不具偏置量的平板凸輪模組、具偏置量的平板凸輪模組、平板凸輪從動件搖擺運動模組、偏心確動凸輪模組、筒形凸輪模組。
6．根據(jù)權利要求1所述傳動機構積木模組，其特征在于該傳動機構是設置于兩片相對的架板之間的齒輪模組。
7．根據(jù)權利要求6所述傳動機構積木模組，其特征在于該齒輪模組包括蝸桿蝸輪模組或直齒正齒輪模組、斜齒正齒輪模組、螺旋正齒輪模組、正傘齒輪模組、螺旋傘齒輪模組。
8．根據(jù)權利要求1所述傳動機構積木模組，其特征在于該傳動機構是設置于兩片相對的架板之間的皮帶鏈條模組。
9．根據(jù)權利要求8所述傳動機構積木模組，其特征在于該皮帶鏈條模組包括平皮帶傳動模組或時規(guī)皮帶傳動模組、V型皮帶傳動模組、圓形皮帶傳動模組、鏈條傳動模組、鋼索傳動模組。
10．根據(jù)權利要求1所述傳動機構積木模組，其特征在于傳動機構是設置于兩片相對的架板之間的螺桿模組。
11．根據(jù)權利要求10所述傳動機構積木模組，其特征在于該螺桿模組包括方型螺桿傳動模組或V型螺桿傳動模組、梯型螺桿傳動模組、滾珠螺桿傳動模組、無牙螺桿傳動模組、左右螺桿傳動模組。
12．根據(jù)權利要求1所述傳動機構積木模組，其特征在于傳動機構是設置于兩片相對的架板之間的齒輪組合模組。
13．根據(jù)權利要求12所述傳動機構積木模組，其特征在于該齒輪組合模組包括齒輪轉換驅動模組或單式齒輪系模組、復式齒輪系模組、回歸齒輪系模組、周轉齒輪系模組、往返旋轉復式齒輪模組。
14．根據(jù)權利要求1所述傳動機構積木模組，其特征在于在組裝傳動機構的兩片相對的架板外側連接檢測單元形成檢測模組，包括旋轉速度檢測模組、直線速度檢測模組、高扭力檢測模組、低扭力檢測模組、直線出力檢測模組、直線位置檢測模組。
15．根據(jù)權利要求1所述傳動機構積木模組，其特征在于檢測單元以旋轉接頭與傳動機構的旋轉接頭加以連接。
16．根據(jù)權利要求1所述傳動機構積木模組，其特征在于旋轉接頭表面設置凹部及凸部，旋轉接頭的凸部插入另一旋轉接頭的凹部中。
17．根據(jù)權利要求1所述傳動機構積木模組，其特征在于架板各角落對角線上設置數(shù)個定位孔。
18．根據(jù)權利要求1所述傳動機構積木模組，其特征在于平行組合墊塊的嵌槽中埋設磁鐵。
19．根據(jù)權利要求1所述傳動機構積木模組，其特征在于傳動機構的側軸固設于十字滑槽中。
20．根據(jù)權利要求1所述傳動機構積木模組，其特征在于傳動機構的軸桿穿設于十字滑槽中。
專利摘要一種傳動機構積木模組,是在兩片相對的架板中設置傳動機構,架板上設置十字滑槽、數(shù)傳動軸孔、數(shù)長槽,兩片相對的架板各角落設置平行組合墊塊,平行組合墊塊周面設置嵌槽,磁鐵埋設于嵌槽中,傳動機構的動力軸可樞設于傳動軸孔,動力軸上末端設置旋轉接頭,傳動機構的動力軸、側軸、軸桿可穿入十字滑槽中,各種傳動機構可任意搭配組合,以演示各種傳動機構構件的連動關系和動作原理。
文檔編號G09B23/10GK2454845SQ0026595
公開日2001年10月17日 申請日期2000年12月18日 優(yōu)先權日2000年12月18日
發(fā)明者顏鴻森, 江金隆 申請人:顏鴻森, 江金隆