CN206584629U - 物理实验用演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种物理实验用演示装置，属于物理实验装置技术领域，包括底座，底座的下方设有万向轮，底座的上方设有一竖向支架，竖向支架的上方设有一横向支架，横向支架的上方设有第一滑轮支架，横向支架的一侧设有一升降杆，升降杆的外部设有一升降箱，底座的上方设有一双向电机，双向电机外部联接第一牵引绳，第一牵引绳穿过第一滑轮支架联接升降箱，横向支架的上方设有第二滑轮支架和第三滑轮支架，升降箱的上方还联接第二牵引绳，第二牵引绳穿过第二滑轮支架和第三滑轮支架联接一运动滑道的一端，通过本装置可以演示多项物理实验现象，充分利用了资源，提高了学习的效率。

Description

物理实验用演示装置

技术领域

本实用新型涉及一种物理实验用演示装置，属于物理实验装置技术领域。

背景技术

物理在初中和高中的学习中至关重要，物理中力学和运动学是学习的基础，在学习的过程中需要用到各种实验装置，现有技术中仅仅依靠教师在讲台上的描述无法使学生更加形象深入的了解相应的情景，需要借助实验装置加以演示，在运动学中探究物体的重量加速度、超重、失重等现象，以及物体在斜面上的运动，现有技术中一个实验装置无法结合演示多项运动实验，造成了资源的浪费，不利于教学的开展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种物理实验用演示装置，通过本装置可以演示多项物理实验现象，充分利用了资源，提高了学习的效率。

本实用新型所述的物理实验用演示装置，包括底座，底座的下方设有万向轮，底座的上方设有一竖向支架，竖向支架的上方设有一横向支架，横向支架的上方设有第一滑轮支架，横向支架的一侧设有一升降杆，升降杆的外部设有一升降箱，底座的上方设有一双向电机，双向电机外部联接第一牵引绳，第一牵引绳穿过第一滑轮支架联接升降箱，横向支架的上方设有第二滑轮支架和第三滑轮支架，升降箱的上方还联接第二牵引绳，第二牵引绳穿过第二滑轮支架和第三滑轮支架联接一运动滑道的一端。

在做物理实验时，需要演示物体的超重和失重现向时，将重物放置在升降箱内，通过双向电机带动第一牵引绳在升降杆上运动，双向电机的双向运动使第一牵引绳带动升降箱在升降杆上上升或下降，从而观察重物的超重和失重现象；当观察自由落体运动时，将第一牵引绳在升降箱上取下，使升降箱在升降杆上自由下落，观察重物的运动；同时在升降箱的外部联接第二牵引绳，第二牵引绳可以联接在运动滑道的一端，当升降箱运动至不同的高度时，可以使运动滑道处于不同的角度，从而使物体在斜面上运动；也可以使第二牵引绳的一端直接联接物体，使第二牵引绳带动物体在平面上运动，观察摩檫力对物体运动的影响。

所述的升降箱内部的下方设有一压力传感器，升降箱的外部设有一测距传感器，竖向支架的外部设有一显示器和第一控制器，第一控制器电气连接压力传感器、测距传感器和显示器，第一控制器同时通过一无线传输模块与外部终端实现数据通讯。

在超重和失重的实验中，通过压力传感器可以检测物体的重力，同时结合测距传感器和速度可以计算运动的加速度，第一控制器实时采集上述检测的数值通过显示器显示出来，显示的数值也可以通过无线传输模块传输至外部终端中直接查看。

所述的运动滑道的一端设有第一挡板，另一端设有第二挡板，运动滑道的底部设有一角度测量器，第一档板的前方设有第一光电检测装置，第二挡板的前方设有第二光电检测装置，第一光电检测装置和第二光电检测装置上分别设有第一光电传感器和第二光电传感器，运动滑道的外部设有第二控制器和计时器，第二控制器电气连接第一光电传感器、第二光电传感器和计时器，第二控制器连接无线传输模块。

在实验时，物体从第一挡板处放下，当运动至第一光电检测装置时触发第一光电传感器，第一光电传感器通过第二控制器驱动计时器开始计时，当物体运动至第二光电检测装置时，触发第二光电传感器，第二控制器驱动计时器停止计时，记录计时器的时间，同时角度测量器可以测量运动滑道的角度；做平面运动时，可以将第二牵引绳直接联接在物体上，由双向电机带动第二牵引绳使物体在运动滑道上运动，可以在运动滑道上增加不同的摩擦物，观察物体的运动。

所述的底座上方设有一电源，电源为蓄电池电气连接第一控制器、压力传感器、测距传感器、显示器、双向电机、无线传输模块、第二控制器、计时器、第一光电传感器和第二光电传感器。

所述的无线传输模块为WIFI模块/3G模块/4G模块中的一种或多种，无线传输模块为现有技术中的无线传输设备。

所述的第一控制器和第二控制器均采用STM32型单片机，测距传感器采用激光测距传感器，STM32型单片机为一种嵌入式单片机，成本低满足设计需求。

所述的运动滑道一侧设有一摄像头，摄像头的下方设有一摄像头支架，通过摄像头可以拍摄物体的运动情况。

本实用新型与现有技术相比，具有如下有益效果：

提供一种物理实验用演示装置，通过本装置可以演示多项物理实验现象，操作时灵活方便，可以通过本装置演示重力加速度实验，超重失重实验、物体斜面、平面运动实验，充分利用了资源，提高了学习的效率，可广泛应用于物理实验中。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中第一控制器的电路连接框图；

图3为本实用新型实施例中第二控制器的电路连接框图；

图中：1、底座；2、双向电机；3、压力传感器；4、测距传感器；5、升降箱；6、升降杆；7、横向支架；8、第一牵引绳；9、第一滑轮支架；10、第二滑轮支架；11、第二牵引绳；12、第三滑轮支架；13、第一挡板；14、第一光电检测装置；15、第一光电传感器；16、显示器；17、无线传输模块；18、竖向支架；19、第一控制器；20、电源；21、运动滑道；22、计时器；23、第二光电检测装置；24、第二光电传感器；25、第二挡板；26、摄像头；27、摄像头支架；28、角度测量器；29、万向轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

实施例

如图1-3所示，本实用新型所述的物理实验用演示装置，包括底座1，底座1的下方设有万向轮29，底座1的上方设有一竖向支架18，竖向支架18的上方设有一横向支架7，横向支架7的上方设有第一滑轮支架9，横向支架7的一侧设有一升降杆6，升降杆6的外部设有一升降箱5，底座1的上方设有一双向电机2，双向电机2外部联接第一牵引绳8，第一牵引绳8穿过第一滑轮支架9联接升降箱5，横向支架7的上方设有第二滑轮支架10和第三滑轮支架12，升降箱5的上方还联接第二牵引绳11，第二牵引绳11穿过第二滑轮支架10和第三滑轮支架12联接一运动滑道21的一端。

为了进一步说明上述实施例，升降箱5内部的下方设有一压力传感器3，升降箱5的外部设有一测距传感器4，竖向支架18的外部设有一显示器16和第一控制器19，第一控制器19电气连接压力传感器3、测距传感器4和显示器16，第一控制器19同时通过一无线传输模块17与外部终端实现数据通讯。

为了进一步说明上述实施例，运动滑道21的一端设有第一挡板13，另一端设有第二挡板25，运动滑道21的底部设有一角度测量器28，第一档板13的前方设有第一光电检测装置14，第二挡板25的前方设有第二光电检测装置23，第一光电检测装置14和第二光电检测装置23上分别设有第一光电传感器15和第二光电传感器24，运动滑道21的外部设有第二控制器和计时器22，第二控制器电气连接第一光电传感器15、第二光电传感器24和计时器22，第二控制器连接无线传输模块17。

为了进一步说明上述实施例，底座1上方设有一电源20，电源20为蓄电池电气连接第一控制器19、压力传感器3、测距传感器4、显示器16、双向电机2、无线传输模块17、第二控制器、计时器22、第一光电传感器15和第二光电传感器24。

为了进一步说明上述实施例，无线传输模块17为WIFI模块/3G模块/4G模块中的一种或多种。

为了进一步说明上述实施例，第一控制器19和第二控制器均采用STM32型单片机，测距传感器4采用激光测距传感器。

为了进一步说明上述实施例，运动滑道21一侧设有一摄像头26，摄像头26的下方设有一摄像头支架27。

本实施例的工作原理为：在做物理实验时，需要演示物体的超重和失重现向时，将重物放置在升降箱5内，通过双向电机2带动第一牵引绳8在升降杆6上运动，双向电机2的双向运动使第一牵引绳8带动升降箱5在升降杆6上上升或下降，从而观察重物的超重和失重现象，通过压力传感器3可以检测物体的重力，同时结合测距传感器4和速度可以计算运动的加速度，第一控制器19实时采集上述检测的数值通过显示器16显示出来，显示的数值也可以通过无线传输模块17传输至外部终端中直接查看；当观察自由落体运动时，将第一牵引绳8在升降箱5上取下，使升降箱5在升降杆6上自由下落，观察重物的运动；同时在升降箱5的外部联接第二牵引绳11，第二牵引绳11可以联接在运动滑道21的一端，当升降箱5运动至不同的高度时，可以使运动滑道21处于不同的角度，从而使物体在斜面上运动，物体从第一挡板13处放下，当运动至第一光电检测装置14时触发第一光电传感器15，第一光电传感器15通过第二控制器驱动计时器22开始计时，当物体运动至第二光电检测装置23时，触发第二光电传感器24，第二控制器驱动计时器22停止计时，记录计时器22的时间，同时角度测量器28测量运动滑道21的角度；第二控制器和第一光电传感器15、第二光电传感器24的具体电路结构依据现有技术实施；也可以使第二牵引绳11的一端直接联接物体，使第二牵引绳11带动物体在平面上运动，在运动滑道21上增加不同的摩擦物，观察摩檫力对物体运动的影响。

采用以上结合附图描述的本实用新型的实施例的物理实验用演示装置，通过本装置可以演示多项物理实验现象，充分利用了资源，提高了学习的效率。但本实用新型不局限于所描述的实施方式，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下这些对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种物理实验用演示装置，包括底座(1)，底座(1)的下方设有万向轮(29)，其特征在于：所述的底座(1)的上方设有一竖向支架(18)，竖向支架(18)的上方设有一横向支架(7)，横向支架(7)的上方设有第一滑轮支架(9)，横向支架(7)的一侧设有一升降杆(6)，升降杆(6)的外部设有一升降箱(5)，底座(1)的上方设有一双向电机(2)，双向电机(2)外部联接第一牵引绳(8)，第一牵引绳(8)穿过第一滑轮支架(9)联接升降箱(5)，横向支架(7)的上方设有第二滑轮支架(10)和第三滑轮支架(12)，升降箱(5)的上方还联接第二牵引绳(11)，第二牵引绳(11)穿过第二滑轮支架(10)和第三滑轮支架(12)联接一运动滑道(21)的一端。

2.根据权利要求1所述的物理实验用演示装置，其特征在于：所述的升降箱(5)内部的下方设有一压力传感器(3)，升降箱(5)的外部设有一测距传感器(4)，竖向支架(18)的外部设有一显示器(16)和第一控制器(19)，第一控制器(19)电气连接压力传感器(3)、测距传感器(4)和显示器(16)，第一控制器(19)同时通过一无线传输模块(17)与外部终端实现数据通讯。

3.根据权利要求2所述的物理实验用演示装置，其特征在于：所述的运动滑道(21)的一端设有第一挡板(13)，另一端设有第二挡板(25)，运动滑道(21)的底部设有一角度测量器(28)，第一挡板(13)的前方设有第一光电检测装置(14)，第二挡板(25)的前方设有第二光电检测装置(23)，第一光电检测装置(14)和第二光电检测装置(23)上分别设有第一光电传感器(15)和第二光电传感器(24)，运动滑道(21)的外部设有第二控制器和计时器(22)，第二控制器电气连接第一光电传感器(15)、第二光电传感器(24)和计时器(22)，第二控制器连接无线传输模块(17)。

4.根据权利要求3所述的物理实验用演示装置，其特征在于：所述的底座(1)上方设有一电源(20)，电源(20)为蓄电池电气连接第一控制器(19)、压力传感器(3)、测距传感器(4)、显示器(16)、双向电机(2)、无线传输模块(17)、第二控制器、计时器(22)、第一光电传感器(15)和第二光电传感器(24)。

5.根据权利要求2或3所述的物理实验用演示装置，其特征在于：所述的无线传输模块(17)为WIFI模块/3G模块/4G模块中的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的物理实验用演示装置，其特征在于：所述的第一控制器(19)和第二控制器均采用STM32型单片机，测距传感器(4)采用激光测距传感器。

7.根据权利要求1所述的物理实验用演示装置，其特征在于：所述的运动滑道(21)一侧设有一摄像头(26)，摄像头(26)的下方设有一摄像头支架(27)。