一种多功能物理演示装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多功能物理演示装置，包括演示展示机构和物理演示板；所述演示展示机构包括由底脚支撑的第一仓体，所述第一仓体内侧顶面设置有采集摄像头；所述第一仓体后侧安装有多种采集物理信号的采集插口；所述采集插口上活动插接有物理信号传感器；所述采集插口通过信号调理板通信连接到数据采集卡；所述数据采集卡通信连接到仿真主机；所述仿真主机内置有仪表仿真模块和现象仿真模块；上述多功能物理演示装置的演示方法具体为：第一步，选定演示指标和演示方式，第二步，选定教学场合，第三步，物理演示，本发明专利技术的多功能物理演示装置和方法，能够打破场地限制，且演示内容更加多样化。

A multifunctional physical demonstration device and method

The invention discloses a multi-functional physical demonstration device, including a demonstration display mechanism and a physical demonstration board; the demonstration display mechanism comprises a first silo supported by a foot, a collection camera is arranged on the top side of the first silo body, and a plurality of collection jacks for collecting physical signals are arranged on the rear side of the first silo body; The acquisition socket is connected to a data acquisition card by a signal conditioning board communication; the data acquisition card communication is connected to a simulation host computer; the simulation host computer is built with an instrument simulation module and a phenomenon simulation module; and the demonstration method of the multi-functional physical demonstration device is described. Specifically, the first step is to select the demonstration index and the demonstration method, the second step is to select the teaching occasion, the third step is the physical demonstration, and the multi-functional physical demonstration device and method of the present invention can break the site restriction, and the demonstration content is more diversified.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能物理演示装置和方法
本专利技术涉及一种演示装置及方法，具体涉及一种多功能物理演示装置和方法，属于演示装置

技术介绍
在物理学习过程中，大家都知道很多物理公式枯燥乏味，而且不便于记忆，从而大大降低了学生对物理的学习兴趣，对于物理上知识讲解过程中，由于很多内容是非常抽象的的概念，单纯地讲解显得较为空泛，学生不能够更深层次的掌握；只能对公式进行死记硬背，并没有直观的概念，这对学生在学习过程中来说是非常不利的；因此，通过一些装置来实现抽象转换为学生在学习过程中能够直接观察到的一些现象是非常重要的，不仅可以对学生学习提高深刻的认识，也为其以后的学习提供很好的示范效果；现有的很多实验板演示过程中，都是比较单一，且学生无法很好地观察教师演示过程，如中国专利申请号：201710480995.X，公开了一种多功能物理演示装置和方法，有效的解决了能量守恒定律过于抽象化，空气阻力干扰演示结果的问题，其解决的技术方案包括U型轨道，U型轨道的左侧上部安装有可上下移动的金属球掉落装置，U型轨道的右侧上部设有与其连通的抽气装置；所述的金属球掉落装置包括与U型轨道贯通的套筒，套筒的内部设有进球管，进球管的外侧铰接有在套筒内的卡钳，卡钳上端与进球管之间安装有第一弹簧，卡钳的下部放置有可随卡钳动作而掉落的金属球，本专利技术结构巧妙，功能性强；但其仅仅是某一单元演示，无法将各个演示内容混合演示，且演示结果不够直观。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出了一种多功能物理演示装置和方法，能够打破场地限制，且演示内容更加多样化。本专利技术的多功能物理演示装置，包括演示展示机构和物理演示板；所述演示展示机构包括由底脚支撑的第一仓体，所述第一仓体内侧顶面设置有采集摄像头；所述第一仓体后侧安装有多种采集物理信号的采集插口；所述采集插口上活动插接有物理信号传感器；所述采集插口通过信号调理板通信连接到数据采集卡；所述数据采集卡通信连接到仿真主机；所述仿真主机内置有仪表仿真模块和现象仿真模块；所述仿真主机通信连接到设置于第一仓体顶面的第一显示屏、现场投影仪主机和教室投影仪主机；所述第一仓体底面设置有鼠标键盘托盘；所述第一仓体边侧设置有由底脚支撑的第二仓体；所述第二仓体内后侧顶部两角分别固定有倾斜式的采集摄像头；所述第二仓体内前侧设置有电动升降滑台；所述电动升降滑台其滑块上设置有电动横向滑台；所述电动横向滑台上设置有云台；所述云台上设置有采集摄像头；所述采集摄像头通信连接到视频采集卡；所述视频采集卡通信连接到实验主机，所述第二仓体后侧设置有咪头；所述咪头通过声音采集卡通信连接到实验主机；所述实验主机内设置有分屏模块；所述实验主机通信连接到设置于第二仓体顶面的第二显示屏、现场投影仪主机和教室投影仪主机；所述第二仓体边侧设置有学习桌面；所述学习桌面后侧设置有7字型的杆体；所述杆体顶面安装有与视频采集卡通信的独立摄像头；所述杆体下部设置有与声音采集卡通信独立咪头；所述第一仓体、第二仓体和学习桌面上均设置有与物理演示板活动插接的导轨；所述物理演示板包括单元知识物理演示板和复合型知识演示板。作为优选的实施方案，所述采集插口由声音信号采集插口、光信号采集插口、热能数据采集插口、电信号采集插口和力信号采集插口。作为优选的实施方案，所述单元知识物理演示板包括声现象演示板、光现象演示板、透镜作用演示板、物态变化演示板、电流和电路演示板、电压和电阻演示板、欧姆定律演示板、电功率演示板、电与磁演示板、力和运动演示板、力和机械演示板、压强和浮力演示板、功和机械能演示板和热和能演示板中的至少一种。作为优选的实施方案，所述复合型知识演示板包括板体；所述板体底部设置有与导轨嵌合的导块；所述板体中部设置有支柱；所述支柱顶部固定有筒体；所述筒体中部固定有铁芯螺线管；所述铁芯螺线管两端与设置于筒体外部的接线柱电连接；所述筒体内侧安装有滑轨；所述滑轨上分别设置有滑键；所述滑键顶面均固定有方形磁体；所述滑轨内侧靠近铁芯螺线管一端固定有一弹性件；所述弹性件另一端与方形磁体端部固定；所述方形磁体远离铁芯螺线管一端固定有击柱；所述筒体端部设置有与击柱活动套接的导向轴承；所述击柱延伸出筒体端部；所述击柱远离方形磁体一端一体制成有击打球；所述板体于筒体一侧安装有配平块；所述板体于配平块另一侧安装有电控滑台总成；所述配平块和电控滑台总成其滑块上分别固定有正对的第一音叉和第二音叉；电控滑台总成其滑块远离第一音叉一侧还固定有杆体；所述杆体顶部通过棉线挂接有与第二音叉贴合的空心球；所述板体于配平块另一侧安装有底座；所述底座顶部固定有滑座；所述滑座上活动嵌合有与击打球正对的定板；所述定板上开设有滑槽；所述滑槽内侧活动安装有磁吸滑件；所述磁吸滑件与滑座内侧的可调式电磁铁吸合。作为优选的实施方案，所述定板上设置有刻度尺。一种多功能物理演示装置的演示方法，所述方法具体如下：第一步，选定演示指标和演示方式，根据教学目的，选择单元知识物理演示板和复合型知识演示板，并根据单元知识物理演示板和复合型知识演示板的演示要求，确定仿真演示和/或实验演示；第二步，选定教学场合，选择实验室教学、教师投影教学和现场观摩演示投影教学；选择实验室教学时，教师将物理演示板送至演示展示机构进行现场演示，并将演示结果投递至现场投影仪主机；学生在实验工位处观摩；选择教师投影教学时，教师在课前、课中或课后进入实验室，并建立教室内的教室投影仪主机和实验室的仿真主机和/或实验主机建立视频和音频传输通道；教师将物理演示板送至演示展示机构进行现场演示，并将演示结果投递至教室投影仪上；学生在教室观摩；选择现场观摩演示投影教学时，选择学生代表，与教师共同进入到实验室，学生根据教师指导进行实验；并将实验步骤及实验现象投递至教室投影仪主机或实验室的仿真主机；第三步，物理演示，根据第一步确定的物理演示板和演示方式进行演示，选择仿真演示时，将物理演示板送至第一仓体，搭建实验演示条件，如加入电能、光能、气能、热能和/或其它能；将演示需要采集的信号确定采集插口；并根据采集插口确定对应的物理信号传感器；接着将物理信号传感器搭建到物理演示板中；采集插口将物理信号传感器采集的信号送至信号调理板进行信号转换及调理后送至数据采集卡，数据采集卡将数据送至仿真主机；仿真主机判断信号源；并确定选择仪表仿真模块和现象仿真模块；确定选择仪表仿真模块，则选择仪表仿真模块其搭建的如电压表、电流表、欧姆表、功率表、气压表和其它各类仪表中的一种或多种仪表仿真显示，将采集的数据通过仪表显示；仪表可由仿真软件仪表库自带调用或后期开发得到；当确定选择现象仿真模块时，其根据采集插口确定建立的现象模块库里的少一现象模块，现象模块根据采集信号的有无及大小转换为现象进行展示。作为优选的实施方案，所述第一步其选择的物理演示板为复合型知识演示板时，其演示过程具体如下：当接线柱接电后，其根据电流方向和右手螺旋定则确定电流和电流激发磁场的磁感线方向关系，进行电生磁实验和右手螺旋定则验证；通过铁芯螺线和方形磁体之间的关系验证磁极同性相斥、异性相吸原理；通过方形磁体带动击柱从而带动击打球击打第一音叉，并通过第二音叉和空心球验证，第一音叉到第二音叉的声音传播，及第二音叉到空心球的声音振动现象演示，并通过电控滑台总本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能物理演示装置，其特征在于：包括演示展示机构和物理演示板；所述演示展示机构包括由底脚支撑的第一仓体，所述第一仓体内侧顶面设置有采集摄像头；所述第一仓体后侧安装有多种采集物理信号的采集插口；所述采集插口上活动插接有物理信号传感器；所述采集插口通过信号调理板通信连接到数据采集卡；所述数据采集卡通信连接到仿真主机；所述仿真主机内置有仪表仿真模块和现象仿真模块；所述仿真主机通信连接到设置于第一仓体顶面的第一显示屏、现场投影仪主机和教室投影仪主机；所述第一仓体底面设置有鼠标键盘托盘；所述第一仓体边侧设置有由底脚支撑的第二仓体；所述第二仓体内后侧顶部两角分别固定有倾斜式的采集摄像头；所述第二仓体内前侧设置有电动升降滑台；所述电动升降滑台其滑块上设置有电动横向滑台；所述电动横向滑台上设置有云台；所述云台上设置有采集摄像头；所述采集摄像头通信连接到视频采集卡；所述视频采集卡通信连接到实验主机，所述第二仓体后侧设置有咪头；所述咪头通过声音采集卡通信连接到实验主机；所述实验主机内设置有分屏模块；所述实验主机通信连接到设置于第二仓体顶面的第二显示屏、现场投影仪主机和教室投影仪主机；所述第二仓体边侧设置有学习桌面；所述学习桌面后侧设置有7字型的杆体；所述杆体顶面安装有与视频采集卡通信的独立摄像头；所述杆体下部设置有与声音采集卡通信独立咪头；所述第一仓体、第二仓体和学习桌面上均设置有与物理演示板活动插接的导轨；所述物理演示板包括单元知识物理演示板和复合型知识演示板。...

【技术特征摘要】
1.一种多功能物理演示装置，其特征在于：包括演示展示机构和物理演示板；所述演示展示机构包括由底脚支撑的第一仓体，所述第一仓体内侧顶面设置有采集摄像头；所述第一仓体后侧安装有多种采集物理信号的采集插口；所述采集插口上活动插接有物理信号传感器；所述采集插口通过信号调理板通信连接到数据采集卡；所述数据采集卡通信连接到仿真主机；所述仿真主机内置有仪表仿真模块和现象仿真模块；所述仿真主机通信连接到设置于第一仓体顶面的第一显示屏、现场投影仪主机和教室投影仪主机；所述第一仓体底面设置有鼠标键盘托盘；所述第一仓体边侧设置有由底脚支撑的第二仓体；所述第二仓体内后侧顶部两角分别固定有倾斜式的采集摄像头；所述第二仓体内前侧设置有电动升降滑台；所述电动升降滑台其滑块上设置有电动横向滑台；所述电动横向滑台上设置有云台；所述云台上设置有采集摄像头；所述采集摄像头通信连接到视频采集卡；所述视频采集卡通信连接到实验主机，所述第二仓体后侧设置有咪头；所述咪头通过声音采集卡通信连接到实验主机；所述实验主机内设置有分屏模块；所述实验主机通信连接到设置于第二仓体顶面的第二显示屏、现场投影仪主机和教室投影仪主机；所述第二仓体边侧设置有学习桌面；所述学习桌面后侧设置有7字型的杆体；所述杆体顶面安装有与视频采集卡通信的独立摄像头；所述杆体下部设置有与声音采集卡通信独立咪头；所述第一仓体、第二仓体和学习桌面上均设置有与物理演示板活动插接的导轨；所述物理演示板包括单元知识物理演示板和复合型知识演示板。2.根据权利要求1所述的多功能物理演示装置，其特征在于：所述采集插口由声音信号采集插口、光信号采集插口、热能数据采集插口、电信号采集插口和力信号采集插口。3.根据权利要求1所述的多功能物理演示装置，其特征在于：所述单元知识物理演示板包括声现象演示板、光现象演示板、透镜作用演示板、物态变化演示板、电流和电路演示板、电压和电阻演示板、欧姆定律演示板、电功率演示板、电与磁演示板、力和运动演示板、力和机械演示板、压强和浮力演示板、功和机械能演示板和热和能演示板中的至少一种。4.根据权利要求1所述的多功能物理演示装置，其特征在于：所述复合型知识演示板包括板体；所述板体底部设置有与导轨嵌合的导块；所述板体中部设置有支柱；所述支柱顶部固定有筒体；所述筒体中部固定有铁芯螺线管；所述铁芯螺线管两端与设置于筒体外部的接线柱电连接；所述筒体内侧安装有滑轨；所述滑轨上分别设置有滑键；所述滑键顶面均固定有方形磁体；所述滑轨内侧靠近铁芯螺线管一端固定有一弹性件；所述弹性件另一端与方形磁体端部固定；所述方形磁体远离铁芯螺线管一端固定有击柱；所述筒体端部设置有与击柱活动套接的导向轴承；所述击柱延伸出筒体端部；所述击柱远离方形磁体一端一体制成有击打球；所述板体于筒体一侧安装有配平块；所述板体于配平块另一侧安装有电控滑台总成；所述配平块和电控滑台总成其滑块上分别固定有正对的第一音叉和第二音叉；电控滑台总成其滑块远离第一音叉一侧还固定有杆体；所述杆体顶部通过棉线挂接有与第二音叉贴合的空心球；所述板体于配平块另一侧安...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俐莹，
申请(专利权)人：刘俐莹，
类型：发明
国别省市：山东,37