一种斜面实验演示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于科教演示设备技术领域，具体涉及一种斜面实验演示装置。本实用新型专利技术包括固定架以及安装于固定架上的斜杆，斜杆上布置轨面从而供实验体沿轨面产生重力下行动作；以斜面实验演示时的斜杆的低端为末端，斜杆的高端为始端，斜杆的始端布置有可限位和避让实验体位置的限位件；斜杆的末端通过底部水平铰接座铰接于固定架上，斜杆的始端通过顶部水平铰接座或牵引绳安装于提升组件的动力端处。本实用新型专利技术在实现小球的斜面滚落实验功能的同时，还能实现斜面高度的调节和小球的自复位目的，从而有效提升操作效率，具备省时省力的特点。具备省时省力的特点。具备省时省力的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种斜面实验演示装置


[0001]本技术属于科教演示设备
，具体涉及一种斜面实验演示装置。

技术介绍

[0002]在物理教学中，许多情况下需要对学生进行演示，以便于更好的将课堂理论知识与实践相结合；斜面教学实验便是其中的一种。传统的斜面教学实验，主要是利用斜面来探究对物体运动的影响。更具体而言，或是利用同一质量的小球从不同高度的斜面落下来，在水平面上放置一木块或其他物品，小球撞击木块，观察同一质量的小球从不同高度的斜面落下来后将木块撞出的距离或沿斜面滚落速度的快慢；或是利用不同质量的小球从同一高度的斜面落下来，观察不同质量的小球从同一高度的斜面落下来后将木块撞出的距离或沿斜面滚落速度的快慢。鉴于此，中国专利公告号“CN212365285U”的技术名称为“一种物体滚落速度实验装置”中有以下记载：包括斜板和支座，所述的支座将所述的斜板的一端抬起，所述的斜板的长度方向上开设有小球滚落槽，所述的小球滚落槽上扣有扣架，所述的扣架位于所述的斜板抬高的一端固定有电磁吸盘，所述的电磁吸盘的吸合面朝向所述的小球滚落槽的长度方向，所述的扣架位于所述的斜板低的一端安装有红外对射开关，所述的红外对射开关与所述的小球滚落槽的长度方向相垂直。显然，上述装置能够实现对球体不同高度下落及测速需求，测速过程依靠后期计算实现；但也存在以下问题：其一，每次斜面高度产生变化时，均需将斜板的高端从当前支杆拆除，再重新安装在抬高架的另一高度处的支杆上，过程费时费力。其二，当一次滚落实验完成后，需额外依靠人力将位于斜板最低端的小球重新放置在斜板的高端处，此过程伴随弯腰和往复步行等动作，不仅效率低下，且提升了实验的劳动强度，亟待解决。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构紧凑合理的斜面实验演示装置，其在实现小球的斜面滚落实验功能的同时，还能实现斜面高度的调节和小球的自复位目的，从而有效提升操作效率，具备省时省力的特点。
[0004]为实现上述目的，本技术采用了以下技术方案：
[0005]一种斜面实验演示装置，包括固定架以及安装于固定架上的斜杆，斜杆上布置轨面从而供实验体沿轨面产生重力下行动作；其特征在于：以斜面实验演示时的斜杆的低端为末端，斜杆的高端为始端，斜杆的始端布置有可限位和避让实验体位置的限位件；
[0006]斜杆的末端通过底部水平铰接座铰接于固定架上，斜杆的始端通过顶部水平铰接座或牵引绳安装于提升组件的动力端处，从而通过提升组件的提升动作可驱使斜杆沿底部水平铰接座产生斜面高度变化动作；斜杆存在实验状态和复位状态两个位置状态：当斜杆处于实验状态时，斜杆的始端高于斜杆末端；当斜杆处于复位状态时，斜杆的末端高于斜杆始端。
[0007]优选的，所述提升组件包括卷绕有所述牵引绳的收放辊；牵引绳的牵引端经由变
向轮变向后固定在斜杆的始端；变向轮的布置高度高于或等于斜杆的始端的最大高度。
[0008]优选的，所述提升组件还包括提升电机，提升电机的输出轴同轴固定于收放辊的一端；固定架上布置有手轮，手轮的动力轴同轴的固定在编码器的接收端，提升电机接受编码器的角度信号并驱动收放辊产生收放卷动作。
[0009]优选的，所述收放辊和变向轮均为槽轮状。
[0010]优选的，以一组彼此配合的斜杆、实验体、限位件、牵引绳、提升组件以及底部水平铰接座为一套实验单元，所述实验单元为两套以上。
[0011]优选的，所述限位件为伸缩气缸或手指气缸；当限位件为伸缩气缸时，限位件的伸缩路径与实验体的下行路径彼此相交，并在处于避让位置时让开实验体的下行路径；当限位件为手指气缸时，限位件的摆动路径与实验体的下行路径彼此相交，并在处于避让位置时让开实验体的下行路径。
[0012]优选的，所述底部水平铰接座处设置有用于感应实验体的压力传感器或红外对射开关；压力传感器位于实验体的待撞击区域处，红外对射开关布置于实验体行进路径的两侧处。
[0013]优选的，斜杆的上表面凹设有用于构成轨面的导向槽，导向槽内导向配合有构成实验体的小球。
[0014]优选的，斜杆的上表面布置有用于构成轨面的导向轨，导向轨上导向配合有构成实验体的滑块。
[0015]优选的，固定架上还布置有用于显示实验体下行速度、时间和实验体质量的显示屏。
[0016]本技术的有益效果在于：
[0017]1)、通过上述方案，一方面，利用斜杆搭配实验体，如小球或滑块等，来形成基本的斜面实验构造，从而完成既定的斜面实验目的。另一方面，通过提升组件如提升电机或活塞缸甚至的电动推杆等，用于实现对铰接构造的斜杆的提升和下放功能；在实验过程中，可以依靠提升组件相对斜杆始端的升降，来保证不同斜面高度的针对性实验需求；在实验之前或实验结束后，也可以通过将斜杆始端尽可能下降，直至斜杆的末端高于斜杆始端，此时实验体会重新在重力作用下完成复位，直至被限位件重新锁定在始端，过程简洁，性价比高。
[0018]至此可知，本技术构造紧凑合理，其在实现小球的斜面滚落实验功能的同时，还能实现斜面高度的调节和小球的自复位目的，从而有效提升操作效率，具备省时省力的特点。
[0019]2)、对于提升组件而言，前述也说过，可以是提升电机或活塞缸甚至的电动推杆等，甚至可以通过手轮以手动方式摇动收放辊，来实现牵引绳的收放效果。当然，出于高效率考虑，可以通过提升电机配合变向轮来驱动。而出于斜面高度精确度调整和提升互动性的角度考虑，也可以通过在手轮处布置编码器，从而通过编码器获得手轮旋转周数，进而控制提升电机的输出轴的旋转周数，以完成对影响调整需求。
[0020]3)、实际工作时，实验单元可以是两组甚至更多组，以方便实现不同斜率的同步实验需求，进而提升参与者的直观感受。
[0021]4)、对于限位组件而言，其可以是伸缩气缸或手指气缸，也可以是其他动力机构驱动的摆动杆或铰接杆甚至是挡板等，只需能实现需要时的阻拦功能和实验时的避让实验体
行进路径的功能即可。
[0022]5)、本技术在实验时，不同斜率或者说不同斜面高度的斜杆，其实验体的下行速度肯定不同的，可以通过肉眼直接观测，也可以如本技术优选的，依靠压力传感器或红外对射开关来进行到位捕捉，从而换算获得其行进速度等参数，并在显示屏上或通过语音播放系统进行演示，达到针对性比较的目的，最终提升实验的便捷性和直观性。
附图说明
[0023]图1为本技术的正视图；
[0024]图2为本技术的剖视示意图；
[0025]图3为图2的I部分局部放大图；
[0026]图4为图2的II部分局部放大图；
[0027]图5为图2的A
‑
A向剖视图；
[0028]图6为提升电机的安装状态图；
[0029]图7为手轮的安装状态图；
[0030]图8为本技术的俯视示意图；
[0031]图9为图8的III部分局部放大图。
[0032]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种斜面实验演示装置，包括固定架(10)以及安装于固定架(10)上的斜杆(20)，斜杆(20)上布置轨面从而供实验体(30)沿轨面产生重力下行动作；其特征在于：以斜面实验演示时的斜杆(20)的低端为末端，斜杆(20)的高端为始端，斜杆(20)的始端布置有可限位和避让实验体(30)位置的限位件(40)；斜杆(20)的末端通过底部水平铰接座(70)铰接于固定架(10)上，斜杆(20)的始端通过顶部水平铰接座或牵引绳(50)安装于提升组件(60)的动力端处，从而通过提升组件(60)的提升动作可驱使斜杆(20)沿底部水平铰接座(70)产生斜面高度变化动作；斜杆(20)存在实验状态和复位状态两个位置状态：当斜杆(20)处于实验状态时，斜杆(20)的始端高于斜杆(20)末端；当斜杆(20)处于复位状态时，斜杆(20)的末端高于斜杆(20)始端。2.根据权利要求1所述的一种斜面实验演示装置，其特征在于：所述提升组件(60)包括卷绕有所述牵引绳(50)的收放辊(61)；牵引绳(50)的牵引端经由变向轮(62)变向后固定在斜杆(20)的始端；变向轮(62)的布置高度高于或等于斜杆(20)的始端的最大高度。3.根据权利要求2所述的一种斜面实验演示装置，其特征在于：所述提升组件(60)还包括提升电机(63)，提升电机(63)的输出轴同轴固定于收放辊(61)的一端；固定架(10)上布置有手轮(64)，手轮(64)的动力轴同轴的固定在编码器(65)的接收端，提升电机(63)接受编码器(65)的角度信号并驱动收放辊产生收放卷动作。4.根据权利要求3所述的一种斜面实验演示装置，其特征在于：所述收放辊(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏留云，彭卫国，黄丽娟，张然，朱文，虞志，
申请(专利权)人：合肥嘉石科普服务有限公司，
类型：新型
国别省市：