理论力学答题装置制造方法及图纸

理论力学答题装置，包括支架、与支架轴接的转盘、安装在转盘上的若干拆卸式的题目模块、用于驱动题目模块做出相应动作的传感器联动模块、用于控制传感器联动模块的控制模块，所述的转盘轴接在所述的支架上；所述的传感器联动模块通过第一固定件安装在支架上；所述的传感器联动模块的动力输出端分别与相应的题目模块连接、所述的传感器联动模块的光电开关的信号输出端与用于处理采集数据的控制模块相连。本发明专利技术的有益效果在于：将抽象晦涩的理论力学实物化；使理论力学直观地用机械手段实现；整体联动机构简约高效；创新的联动设计使机构精简有效率，简化了操作流程，实现各部件的同步；同时，联动装置只用到一个动力源，简化了控制电路的设计。

【技术实现步骤摘要】
理论力学答题装置
本专利技术涉及一种理论力学答题装置。
技术介绍
理论力学是一门应用性较强的，重要的基础学科，在诸多生活和工程领域中有着广泛的应用。但这门学科似乎比较抽象，真正掌握也比较困难。由于过去理论力学基本上没有针对的实验装置，工科学生学习这门理论觉得比较枯燥，影响学习效果。
技术实现思路
本专利技术针对目前的理论力学基本上没有针对的实验装置的问题，提出了一种将理论力学实物化、结构简单的理论力学答题装置。本专利技术所述的理论力学答题装置，其特征在于：包括支架、与支架轴接的转盘、安装在转盘上的若干拆卸式的题目模块、用于驱动题目模块做出相应动作的传感器联动模块、用于控制传感器联动模块的控制模块；所述的传感器联动模块通过第一固定件安装在支架上；所述的传感器联动模块的动力输出端分别与相应的题目模块连接、所述的传感器联动模块的光电开关的信号输出端与用于处理采集数据的控制模块相连；使得所述的题目模块相应的动作通过传感器联动模块的光电开关监测到的位移数据一一对应；所述的题目模块为力偶平衡装置、动量定理装置、速度瞬心法装置中的一种或两种或者两种以上的组合。所述的传感器联动模块包括主动装置、传动装置、至少一组凸轮放大机构和至少一组四杆机构、固定在支架一侧的第一电机，所述主动装置包括中心轴、第一轴承、中心锥齿轮，所述的中心轴一端安装所述的中心锥齿轮、另一端配有第一轴承，所述传动装置包括传动同步轮、传动同步带和两组装有传动锥齿轮的水平轴，所述的水平轴对称的分布在中心锥齿轮的两侧，所述的传动锥齿轮与所述的中心锥齿轮啮合，其中一侧的水平轴的末端装有传动同步轮；所述凸轮放大机构包括凸轮、竖直伸缩杆、带导槽的L型连杆、水平伸缩杆，所述的凸轮固定在水平轴上，带导槽的L型连杆铰接在固定横杆上；所述的竖直伸缩杆的一端与所述的凸轮固定、另一端与所述的L型连杆铰接，所述的水平轴的转动转化成竖直伸缩杆的上下移动；所述的L型连杆将竖直伸缩杆的上下移动转化为水平伸缩杆的水平移动；所述的水平伸缩杆上固定用于使水平光电开关的检测区前后移动的水平光电开关；所述四杆机构包括2条水平杆、2条连杆和一个伸缩杆，其中一根所述的水平杆末端装有第二同步轮，所述的传动同步轮通过传动同步带与所述的第二同步轮连接；所述的伸缩杆上固定用于使竖直光电开关的检测区前后移动的竖直光电开关；所述的第一电机通过动力传动同步轮与所述的传感器联动模块的中心轴连接。所述的传感器联动模块设有四组凸轮放大机构和两组四杆机构。所述的题目模块为力偶平衡装置、动量定理装置、速度瞬心法装置中的一种或两种或者两种以上的组合。所述的力偶平衡装置包括圆盘、第二固定件、可调力偶装置、约束力力偶装置、带有多根立杆的底板，所述圆盘的轴固定在预装在底板的第二轴承上，所述的圆盘上固定两根磁条和一个滚子，其中一根磁条上配有刻度；所述的第二固定件通过直线轴承粘合固定在立杆上；所述的第二固定件固定圆盘上的磁条；所述约束力力偶装置包括用于向夹片提供额定力的弹簧、用于向圆盘提供力矩的夹片，所述的弹簧两端分别连接在两根立杆之间，其中一根立杆与夹片的一端固定、夹片的另一端通过导槽和滚子铰接在圆盘上；所述可调力偶装置包括钩码、沿带刻度的磁条滑动的第一磁铁、细线，所述的细线连接钩码和第一磁铁，并绕在底板上的支架。所述的动量定理装置包括发射装置、接收装置、支座、用于围在支座外围的挡板，所述发射装置、接收装置和挡板均固定在所述的支座上；所述发射装置包括多个依次排列的用于击打小挡板的钢球、用于吸引钢球的第二磁铁、用于容纳钢球的槽铝和用于调整槽铝的前后位置的手柄；所述接收装置包括抱箍、小挡板、旋转挡板、安装轴、安装轴轴承；所述的小挡板和所述的旋转挡板分别安装在所述的安装轴上，并且所述的抱箍设置在槽铝和安装轴之间。所述的发射装置设有四颗用于击打小挡板的钢球，分别为第一钢球、第二钢球、第三钢球和第四钢球，其中所述的磁铁位于所述的第一钢球和第二钢球之间。所述的速度瞬心法装置包括用于支撑的安装架、调速装置、检测装置和运动装置；所述调速装置包括第二电机、第三电机和直流调速器，所述的直流调速器与第三电机连接；所述运动装置包括第二同步轮、第一同步带、第二同步带和分布在安装架角落的四个第一同步轮，其中两个第一同步轮之间连有第一同步带、另两个第一同步轮之间第二同步带连接，并且第一同步带与第二同步带均与第二同步轮表面接触；所述的第三电机与其中一组第一同步轮连接，第二电机与另一组中的第一同步轮相连；所述检测装置是通过光电开关检测第二同步轮的运动时间。所述安装架由2020铝型材、第二轴承座和第三轴承座搭成。工作过程如下：1)传感器联动模块的运动：第一电机转动过程中，通过传动同步带带动传感器联动模块的传动同步轮转动，从而带动水平轴做出相应的水平或者竖直方向的位移，同时带动安装在传感器联动模块的水平光电开关和竖直光电开关做出相应的动作，从而被检测装置检测到相应的位移信号，监测学生做题过程中的大量的人体特征数据，并运用大数据处理机制，对学生理论掌握、计算能力、和实践能力做出量化评价；2)力偶平衡装置的运动：通过改变钩码的数量来改变可调力偶的力，从而使得第一磁铁可以在圆盘上的带刻度的磁条上滑动来改变可调力偶的力臂；从而在使得圆盘与传感器联动模块的光电开关之间产生的相对位移，使得整个装置通过感器联动模块采集到相应的位移信号，然后发送到控制装置进行数据分析；3)动量定理装置的运动：第二磁铁吸引第一钢球并发射第三钢球，第三钢球获得一个额定的初速度，第三钢球和第四钢球发生碰撞，使得第四钢球脱离槽铝作平抛运动；手柄可以调节槽铝的前后位置，使第四钢球能最终击打小挡板，接收第四钢球时，第四钢球通过抱箍击打小挡板，使安装轴旋转，进而使旋转挡板转过一定角度；从而通过旋转挡板与传感器联动模块的光电开关之间产生的相对位移，使得整个装置通过感器联动模块采集到相应的位移信号，然后发送到控制装置进行数据分析；4)速度瞬心法装置的运动：直流调速器第三控制电机的角速度；所述检测装置是通过光电开关检测第二同步轮的运动时间；从而通过第二同步轮的旋转与传感器联动模块的光电开关之间产生的相对位移，使得整个装置通过感器联动模块采集到相应的位移信号，然后发送到控制装置进行数据分析。本专利技术的技术构思为：本专利技术分为题目模块、传感器联动模块和控制模块。所述题目模块由力偶平衡，动量定理，速度瞬心法3个装置组成，题目可以拆卸和替换，以满足不同的教学需求。所述联动模块只需一个电机，实现6个传感器，转体和所有传动机构的联动。所述控制模块通过传感器接收位移信号，监测学生做题过程中的大量的人体特征数据，并运用大数据处理机制，对学生理论掌握、计算能力、和实践能力做出量化评价。本专利技术的有益效果在于：将抽象晦涩的理论力学实物化。使理论力学直观地用机械手段实现，既能帮助学生理解和掌握基本知识，又贴近实际生活生产，增强学习的积极性，更提高学生的实践能力；整体联动机构简约高效；创新的联动设计使机构精简有效率，简化了操作流程，实现各部件的同步；同时，联动装置只用到一个动力源，简化了控制电路的设计。附图说明图1是本专利技术整体结构示意图。图2是本专利技术的侧视图。图3是本专利技术传感器联动模块示意图。图4是本专利技术力偶平衡题目示意图。图5是本专利技术动量定理题目本文档来自技高网...

【技术保护点】
理论力学答题装置，其特征在于：包括支架、与支架轴接的转盘、安装在转盘上的若干拆卸式的题目模块、用于驱动题目模块做出相应动作的传感器联动模块、用于控制传感器联动模块的控制模块，所述的转盘轴接在所述的支架上；所述的传感器联动模块通过第一固定件安装在支架上；所述的传感器联动模块的动力输出端分别与相应的题目模块连接、所述的传感器联动模块的光电开关的信号输出端与用于处理采集数据的控制模块相连；使得所述的题目模块相应的动作通过传感器联动模块的光电开关监测到的位移数据一一对应。

【技术特征摘要】
1.理论力学答题装置，其特征在于：包括支架、与支架轴接的转盘、安装在转盘上的若干拆卸式的题目模块、用于驱动题目模块做出相应动作的传感器联动模块、用于控制传感器联动模块的控制模块；所述的传感器联动模块通过第一固定件安装在支架上；所述的传感器联动模块的动力输出端与相应的题目模块连接，所述的传感器联动模块的光电开关的信号输出端与用于处理采集数据的控制模块相连；所述的题目模块相应的动作与传感器联动模块的光电开关监测到的位移数据一一对应；所述的题目模块为力偶平衡装置、动量定理装置、速度瞬心法装置中的一种或两种或者两种以上的组合。2.如权利要求1所述的理论力学答题装置，其特征在于：所述的传感器联动模块包括主动装置、传动装置、至少一组凸轮放大机构和至少一组四杆机构、固定在支架一侧的第一电机，所述主动装置包括中心轴、第一轴承、中心锥齿轮，所述的中心轴一端安装所述的中心锥齿轮、另一端配有第一轴承，所述传动装置包括传动同步轮、传动同步带和两组装有传动锥齿轮的水平轴，所述的水平轴对称地分布在中心锥齿轮的两侧，所述的传动锥齿轮与所述的中心锥齿轮啮合，其中一侧的水平轴的末端装有传动同步轮；所述凸轮放大机构包括凸轮、竖直伸缩杆、带导槽的L型连杆、水平伸缩杆，所述的凸轮固定在水平轴上，带导槽的L型连杆铰接在固定横杆上；所述的竖直伸缩杆的一端与所述的凸轮固定、另一端与所述的L型连杆铰接，所述的水平轴的转动转化成竖直伸缩杆的上下移动；所述的L型连杆将竖直伸缩杆的上下移动转化为水平伸缩杆的水平移动；所述的水平伸缩杆上固定用于使水平光电开关的检测区前后移动的水平光电开关；所述四杆机构包括2条水平杆、2条连杆和一个伸缩杆，其中一根所述的水平杆末端装有第二同步轮，所述的传动同步轮通过传动同步带与所述的第二同步轮连接；所述的伸缩杆上固定用于使竖直光电开关的检测区前后移动的竖直光电开关；所述的第一电机通过动力传动同步轮与所述的传感器联动模块的中心轴连接。3.如权利要求2所述的理论力学答题装置，其特征在于：所述的传感器联动模块设有四组凸轮放大机构和两组四杆机构。4.如权利要求1所述的理论力学答题装置，其特征在于：所述的力偶平衡装置包括圆盘、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾文韬，李珏辉，李欢，詹飚，方健，夏航，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33