一种物理运动学实验教学演示模型制造技术

本发明专利技术涉及一种物理运动学实验教学演示模型，包括底座、倾角调节装置、可变轨道、弹射装置和重力加速度测试装置，用于可变轨道倾斜度调整的倾角调节装置安装在底座左上方，可变轨道位于倾角调节装置正上方，弹射装置位于可变轨道左侧，重力加速度测试装置位于可变轨道右侧，且可变轨道、弹射装置和重力加速度测试装置并排布置。本发明专利技术具有角度调节、跑道变换、物体发射和同时多组测试重力的功能，实现了一机多能，可完成摩擦力影响因素验证和物体重力加速度测定实验，结构紧凑，操作简单方便，为物理课堂教学提供了新型的实验演示模型，方便了教师教学，也提高了学生的认知能力。

【技术实现步骤摘要】
一种物理运动学实验教学演示模型
本专利技术涉及教学模型
，具体的说是一种物理运动学实验教学演示模型。
技术介绍
在平常的物理教学中，重力加速度是一个物体受重力作用的情况下所具有的加速度，在物理教学中经常会涉及到重力加速度的测定，目前测试重力加速度的方法有单摆法、滑槽法、打点计时器测量测量法和滴水法等，其中滑槽法一次实验只能测定一组数据，经过多组测量后再取平均值，且参数数据测试不方便，耗时费力；除此之外，验证摩擦力大小与表面粗糙度程度以及重力大小之间的关系也是物理教学中常涉及的实验，目前设计这块实验的器材多为固定式的，调节性差，而且也是单组单次实验；鉴于此，本专利技术将验证摩擦力大小与表面粗糙度程度以及重力大小之间的关系的实验和物体重力加速度测定实验结合在一起，提供了一种物理运动学实验教学演示模型。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种物理运动学实验教学演示模型。本专利技术所要解决其技术问题所采用以下技术方案来实现。一种物理运动学实验教学演示模型，包括底座、倾角调节装置、可变轨道、弹射装置和重力加速度测试装置，用于可变轨道倾斜度调整的倾角调节装置安装在底座左上方，可变轨道位于倾角调节装置正上方，弹射装置位于可变轨道左侧，重力加速度测试装置位于可变轨道右侧，且可变轨道、弹射装置和重力加速度测试装置并排布置。进一步，所述的倾角调节装置包括U型支架、调节平台、调节耳座、调节销轴、卡位弹簧、上铰链、调节连杆、下铰链、移动滑块、导向滑轨、钢丝绳、收卷轮和收卷电机；所述的U型支架倒立布置，U型支架中部设置有隔板，U型支架右端设置有导线孔，调节平台位于U型支架上方，调节耳座位于U型支架右侧端，调节平台右端通过调节销轴与调节耳座相连接，卡位弹簧下端固定在U型支架左端，卡位弹簧上端固定在调节平台左端，调节连杆位于U型支架和调节平台之间，且调节连杆上端通过上铰链与调节平台中部相连接，调节连杆下端通过下铰链安装在移动滑块上端面上，移动滑块安装在导向滑轨上，钢丝绳一端固定在移动滑块上，钢丝绳另一端穿过U型支架右端的导线孔缠绕在收卷轮上，收卷轮固定在收卷电机的输出轴上，收卷电机固定在U型支架中部的隔板上；通过收卷电机的旋转带动钢丝绳的收缩，从而带动移动滑块在导向滑轨上的运动，由于调节连杆上端的位置为固定的，调节连杆下端的位置随着移动滑块的移动而改变，从而调节连杆与调节平台之间的水平倾角逐步变大，实现了调节平台倾斜度的调整功能；倾角调节装置可用于可变轨道的水平倾斜角度的调节，且调节方便快速，稳定性高，承载能力强。进一步，所述的可变轨道包括驱动机构、旋转跑道和阻挡机构；所述的旋转跑道位于驱动机构和阻挡机构之间，且驱动机构、旋转跑道和阻挡机构并排布置。进一步，所述的驱动机构包括顶升支架、纵向电机、驱动螺杆、悬臂支架、横向电机、驱动轴、驱动齿轮和旋转轴；所述的顶升支架下端前后两侧分别设置有顶升推杆，顶升支架下端中部位置处设置有连接弹簧，顶升推杆上端设置有垂直安装板，顶升支架外侧设置有条形板，纵向电机固定在顶升支架上端面一侧，驱动螺杆一端与纵向电机输出轴相连接，驱动螺杆另一端穿过顶升支架上端面上的垂直安装板，驱动螺杆上设置有间断区域的螺齿，悬臂支架位于顶升支架内侧，横向电机安装在悬臂支架顶端处，横向电机为双轴输出电机，横向电机外侧输出轴与驱动轴一端相连接，驱动轴另一端安装在顶升支架外侧的条形板上，驱动齿轮固定在驱动轴的中部位置处，驱动齿轮与驱动螺杆上的螺齿相啮合，横向电机内侧输出轴与旋转轴相连接；当驱动螺杆上的间断区域的螺齿与驱动齿轮相啮合时，通过纵向电机的旋转带动驱动螺杆的转动，从而带动与驱动齿轮同轴安装的驱动轴同步旋转，由于横向电机采用的是双轴输出电机，进而实现了旋转轴的同步同向转动，达到了同步转动变换旋转跑道的效果；当驱动螺杆上的间断区域的螺齿与驱动齿轮相分离时，通过横向电机的转动带动旋转轴的旋转，从而带动旋转跑道的转换，实现了单独单向控制旋转跑道转换的效果；驱动机构通过驱动螺杆上的间断区域的螺齿与驱动齿轮相啮合或分离，实现了整体驱动和单独驱动，可对旋转跑道进行整体同步变换和单独单向变换，且控制简单，传动平稳。进一步，所述的旋转跑道为方形柱体结构，旋转跑道中部位置处设置有贯穿轴孔，旋转跑道的四个侧面上分别依次设置有第一半圆形凹槽、第二半圆形凹槽、第三半圆形凹槽和第四半圆形凹槽，第一半圆形凹槽上设置有橡胶垫，第二半圆形凹槽上沿其轴向方向均匀设置有凸型条，第三半圆形凹槽上沿其轴向方向均匀设置有磨砂条，第四半圆形凹槽上设置有光滑铝片垫；旋转跑道具有四个不同表面粗糙度的第一半圆形凹槽、第二半圆形凹槽、第三半圆形凹槽和第四半圆形凹槽，且转换简单快捷，通过旋转跑道的旋转变换，可试验表面粗糙度与物体运动摩擦力的关系。进一步，所述的阻挡机构包括龙门支架、阻挡马达、阻挡主动轮、阻挡从动轮、阻挡传动带和阻挡桨；所述的龙门支架上端设置有弧形凹面，弧形凹面前后两侧分别对称设置有安装耳座，阻挡马达位于龙门支架一侧，阻挡主动轮固定在阻挡马达输出轴上，阻挡主动轮与阻挡从动轮之间采用阻挡传动带进行连接，阻挡桨中部沿其周向方向均匀设置有条形挡板，阻挡桨两端分别安装在弧形凹面前后两侧的安装耳座上，且阻挡桨与阻挡从动轮同轴安装连接；阻挡机构主要用于对试验球体的拦截，同时采用阻挡马达通过带传动带动阻挡桨的转动，从而带动阻挡桨中部沿其周向方向均匀设置的条形挡板的旋转，达到了在测试物体重力加速度时推送试验球体的效果，阻挡机构具有阻挡拦截试验球体和旋转推送试验球体的双重作用，且简单实用。进一步，所述的弹射装置包括L型支架、弹射推杆、夹取机械手、压紧弹簧和限位机构；所述的弹射推杆等间距并排布置在L型支架和夹取机械手之间，且弹射推杆一端与L型支架相连接，弹射推杆另一端与夹取机械手相连接，压紧弹簧缠绕在弹射推杆上，限位机构数量为二，限位机构分别对称位于夹取机械手前后两侧。进一步，所述的夹取机械手包括弹射横板、夹取耳座、夹取转销、夹取卡爪、夹取推杆和夹取铰链；所述的夹取耳座沿弹射横板纵向中心轴线分别对称布置，夹取卡爪下端通过夹取转销安装在夹取耳座上，夹取卡爪为弧形状尖头结构，夹取卡爪内侧壁上设置有楔形爪齿，夹取推杆位于夹取卡爪外侧，且夹取推杆上端通过夹取铰链与夹取卡爪外侧壁相连接，夹取推杆下端通过夹取铰链与弹射横板相连接；通过夹取推杆的伸缩运动实现了夹取卡爪的张合，从而达到了对试验球体抓取和释放的功能，且抓取紧牢，释放快速。进一步，所述的限位机构包括限位底座、限位推杆、限位顶板、限位卡勾、连接铰链和张合推杆；所述的限位推杆位于限位底座与限位顶板之间，限位卡勾后端通过连接铰链与限位顶板相连接，限位卡勾前端按压在弹射横板上，张合推杆一端活动铰接在限位顶板上，张合推杆另一端活动铰接在限位卡勾内侧壁上；限位机构用于对夹取机械手的限位收紧和释放弹射。弹射装置工作原理：试验球体发射前时，限位卡勾将夹取机械手上的弹射横板按压住，发射时，张合推杆进行伸张运动，从而带动限位卡勾往外侧运动，限位卡勾与弹射横板实现了分离，夹取机械手在压紧弹簧的作用力下弹射出去，同时，通过夹取推杆的收缩运动带动夹取卡爪往外侧运动，实现了对试验球体的释放功能，完成了对试验球体弹射的过程，当试验球体发射外出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物理运动学实验教学演示模型，其特征在于：包括底座、倾角调节装置、可变轨道、弹射装置和重力加速度测试装置，用于可变轨道倾斜度调整的倾角调节装置安装在底座左上方，可变轨道位于倾角调节装置正上方，弹射装置位于可变轨道左侧，重力加速度测试装置位于可变轨道右侧，且可变轨道、弹射装置和重力加速度测试装置并排布置，其中：所述的倾角调节装置包括U型支架、调节平台、调节耳座、调节销轴、卡位弹簧、上铰链、调节连杆、下铰链、移动滑块、导向滑轨、钢丝绳、收卷轮和收卷电机；所述的U型支架倒立布置，U型支架中部设置有隔板，U型支架右端设置有导线孔，调节平台位于U型支架上方，调节耳座位于U型支架右侧端，调节平台右端通过调节销轴与调节耳座相连接，卡位弹簧下端固定在U型支架左端，卡位弹簧上端固定在调节平台左端，调节连杆位于U型支架和调节平台之间，且调节连杆上端通过上铰链与调节平台中部相连接，调节连杆下端通过下铰链安装在移动滑块上端面上，移动滑块安装在导向滑轨上，钢丝绳一端固定在移动滑块上，钢丝绳另一端穿过U型支架右端的导线孔缠绕在收卷轮上，收卷轮固定在收卷电机的输出轴上，收卷电机固定在U型支架中部的隔板上；所述的可变轨道包括驱动机构、旋转跑道和阻挡机构；所述的旋转跑道位于驱动机构和阻挡机构之间，且驱动机构、旋转跑道和阻挡机构并排布置；所述的弹射装置包括L型支架、弹射推杆、夹取机械手、压紧弹簧和限位机构；所述的弹射推杆等间距并排布置在L型支架和夹取机械手之间，且弹射推杆一端与L型支架相连接，弹射推杆另一端与夹取机械手相连接，压紧弹簧缠绕在弹射推杆上，限位机构数量为二，限位机构分别对称位于夹取机械手前后两侧；所述的重力加速度测试装置包括测试滑道、定位沙池、测量电机、测量丝杠、移动螺母、测量支架、带座工字轮和测量皮尺；所述的定位沙池位于测试滑道正右方，测量电机分别位于定位沙池的前后两侧，测量丝杠一端与测量电机相连接，测量丝杠另一端与定位沙池外侧壁相连接，移动螺母安装在测量丝杠上，测量支架下端固定在移动螺母上端面上，带座工字轮下端设置有与测试滑道相连接的固定支座，带座工字轮上端设置有带轴轮体，测量皮尺一端缠绕在带座工字轮上端的带轴轮体上，测量皮尺另一端固定在测量支架上端。...

【技术特征摘要】
1.一种物理运动学实验教学演示模型，其特征在于：包括底座、倾角调节装置、可变轨道、弹射装置和重力加速度测试装置，用于可变轨道倾斜度调整的倾角调节装置安装在底座左上方，可变轨道位于倾角调节装置正上方，弹射装置位于可变轨道左侧，重力加速度测试装置位于可变轨道右侧，且可变轨道、弹射装置和重力加速度测试装置并排布置，其中：所述的倾角调节装置包括U型支架、调节平台、调节耳座、调节销轴、卡位弹簧、上铰链、调节连杆、下铰链、移动滑块、导向滑轨、钢丝绳、收卷轮和收卷电机；所述的U型支架倒立布置，U型支架中部设置有隔板，U型支架右端设置有导线孔，调节平台位于U型支架上方，调节耳座位于U型支架右侧端，调节平台右端通过调节销轴与调节耳座相连接，卡位弹簧下端固定在U型支架左端，卡位弹簧上端固定在调节平台左端，调节连杆位于U型支架和调节平台之间，且调节连杆上端通过上铰链与调节平台中部相连接，调节连杆下端通过下铰链安装在移动滑块上端面上，移动滑块安装在导向滑轨上，钢丝绳一端固定在移动滑块上，钢丝绳另一端穿过U型支架右端的导线孔缠绕在收卷轮上，收卷轮固定在收卷电机的输出轴上，收卷电机固定在U型支架中部的隔板上；所述的可变轨道包括驱动机构、旋转跑道和阻挡机构；所述的旋转跑道位于驱动机构和阻挡机构之间，且驱动机构、旋转跑道和阻挡机构并排布置；所述的弹射装置包括L型支架、弹射推杆、夹取机械手、压紧弹簧和限位机构；所述的弹射推杆等间距并排布置在L型支架和夹取机械手之间，且弹射推杆一端与L型支架相连接，弹射推杆另一端与夹取机械手相连接，压紧弹簧缠绕在弹射推杆上，限位机构数量为二，限位机构分别对称位于夹取机械手前后两侧；所述的重力加速度测试装置包括测试滑道、定位沙池、测量电机、测量丝杠、移动螺母、测量支架、带座工字轮和测量皮尺；所述的定位沙池位于测试滑道正右方，测量电机分别位于定位沙池的前后两侧，测量丝杠一端与测量电机相连接，测量丝杠另一端与定位沙池外侧壁相连接，移动螺母安装在测量丝杠上，测量支架下端固定在移动螺母上端面上，带座工字轮下端设置有与测试滑道相连接的固定支座，带座工字轮上端设置有带轴轮体，测量皮尺一端缠绕在带座工字轮上端的带轴轮体上，测量皮尺另一端固定在测量支架上端。2.根据权利要求1所述的一种物理运动学实验教学演示模型，其特征在于：所述的驱动机构包括顶升支架、纵向电机、驱动螺杆、悬臂支架、横向电机、驱动轴、驱动齿轮和旋转轴；所述的顶升支架下端前后两侧分别设置有顶升推杆，顶升支架下端中部位置处设置有连接弹簧，顶升推杆上端设置有垂直安装板，顶升支架外侧设置有条形板，纵向电机固定在顶升支架上端面一侧，驱动螺...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢秋晨，
申请(专利权)人：谢秋晨，
类型：发明
国别省市：福建,35