CN103111078B - 一种具有自锁开关模块电路的电磁摆电子积木 - Google Patents
一种具有自锁开关模块电路的电磁摆电子积木 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种智力拼装玩具和电子实验教具，尤其是指一种具有自锁开关模块电路的电磁摆电子积木。本发明用导片积木块按照积木电路将自锁开关模块积木块、干簧管积木块、电感线圈积木块、电源积木块和电磁摆拼装连接在一起，由于统一使用积木块进行拼接，对比于现有技术中使用软导线进行连接，其拼装速度快，且具有很强的观赏性。本发明的自锁开关模块控制电感线圈的电流通断，电磁摆的摆捶上装设有永久磁铁，电感线圈生产的磁场排斥摆捶上的永久磁铁，实现摆捶来回摆动的动作，将深奥的电磁理论知识通过积木玩具直观表现出来，将知识性和趣味性融为一体，非常容易激发学习科学知识的兴趣。
Description
技术领域
本发明涉及一种智力拼装玩具和电子实验教具，尤其是指一种具有自锁开关模块电路的电磁摆电子积木。
背景技术
在物理教学中，需要讲解电磁理论，尤其是对于电磁驱动原理，为了让学生真实感受到这一理论，利用教具展现效果是最好的。然而常规的电磁实验教具一般使用软导线进行拼装电子电路，拼装速度比较慢，另外，根据电磁实验的电路原理图拼装出的电路比较凌乱，直观性差，很难将知识性、趣味性融为一体，不利于培养学生的创造性思维和激发学习科学知识的兴趣，难将娱乐和教育结合为一体。
发明内容
本发明针对现有物理实验教具的不足，提供一种可根据电路原理图快速拼装的电磁摆电子积木，直观性能强，利于将知识性和趣味性融为一体，激发学习科学知识的兴趣。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种电磁摆电子积木，包括多块导片积木块，其表面设有金属连接片；自锁开关模块积木块；电感线圈积木块；干簧管积木块；电源积木块；电磁摆，所述电磁摆的摆锤设置有磁铁；
所述自锁开关模块积木块至少设置有5个连接端口，所述电源积木块的正极与第1个连接端口连接，所述电源积木块的负极与第2个连接端口连接，所述干簧管积木块的两端分别与第3个连接端口、第4个连接端口连接，所述电感线圈积木块的一端与第5个连接端口连接，其另一端与电源积木块的负极连接；
所述干簧管积木块与电感线圈积木块层叠设置，所述摆锤位于电感线圈积木块的上方。
其中，所述电磁摆电子积木还包括用于控制电路通断的开关积木块。
其中，所述电磁摆电子积木设有两个电源积木块，所述的两个电源积木块串联连接。
一种应用于电磁摆电子积木的积木电路，包括电源U、干簧管SW、电感线圈L及自锁开关模块电路，所述自锁开关模块电路至少设置有5个连接端口，所述电源U的正极与第1个连接端口连接，所述电源U的负极与第2个连接端口连接，所述干簧管SW的两端分别与第3个连接端口、第4个连接端口连接，所述电感线圈L的一端与第5个连接端口连接，其另一端与电源U的负极连接；所述积木电路设置有电磁摆模块，该电磁摆模块的摆锤设置有磁铁，所述摆锤位于电感线圈L的上方；干簧管SW控制自锁开关模块电路的通断，当有电流通过电感线圈L，电感线圈L产生与磁铁相排斥的磁场，摆锤受到磁排斥力被推摆动。
其中，还包括用于控制积木电路通断的开关K，所述开关K与电源U串联连接。
其中，所述自锁开关模块电路包括可控硅SCR1、SCR2，电阻R1、R2、R3、R4，电容EC，二极管D1、D2，三极管Q；所述电阻R2的一端与第1个连接端口连接，电阻R2的另一端与第4个连接端口连接；所述可控硅SCR1的A极与电阻R2的另一端连接，可控硅SCR1的G极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与第3个连接端口连接；可控硅SCR1的K极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与可控硅SCR2的G极连接；所述可控硅SCR2的A极与二极管D1的正极连接，可控硅SCR2的K极与第2个连接端口连接；所述电阻R1的一端与可控硅SCR1的K极连接，电阻R1的另一端与三极管Q的基极B连接；所述三极管Q的集电极C与与第1个连接端口连接，所述三极管Q的发射极E与第5个连接端口连接；所述电容EC的正极与二极管D2的负极连接，电容EC的负极与可控硅SCR2的K极连接。
本发明的有益效果：
本发明用导片积木块按照积木电路将自锁开关模块积木块、干簧管积木块、电感线圈积木块、电源积木块和电磁摆拼装连接在一起，对比于现有技术中使用软导线进行连接，其拼装速度快，且具有很强的观赏性。本发明的自锁开关模块控制电感线圈的电流通断，电磁摆的摆捶上装设有磁铁，电感线圈生产的磁场排斥摆捶上的磁铁，实现摆捶来回摆动的动作，将深奥抽象的电子和电磁理论知识通过积木玩具的形式被直观地显现出来，把知识性和趣味性融为一体，寓教于乐，能更好地引导学生们学习认识和理解电学与磁学的知识理论，同时学生们也能通过自己的拼装实验达到理论与实践相结合，更有利于提高学生们的动手、思维和创造能力，激发其学习电子科学知识的兴趣。
附图说明
图1为本发明的电磁摆电子积木的立体示意图。
图2为应用于电磁摆电子积木的积木电路图。
在图1至图2中的附图标记包括：
1—绝缘底盘 2—导片积木块 3—自锁开关模块积木块
4—干簧管积木块 5—电感线圈积木块 6—电源积木块
7—电磁摆 8—摆锤 9—磁铁
101—第1个连接端口 102—第2个连接端口
103—第3个连接端口 104—第4个连接端口
105—第5个连接端口 11—开关积木块。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。参见图1至图2，以下结合附图对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本实施例提供的一种电磁摆电子积木，包括绝缘底盘1，供各种积木块插接在其表面；多块导片积木块2，其表面设有金属连接片；自锁开关模块积木块3；干簧管积木块4；电感线圈积木块5；电源积木块6；电磁摆7，所述电磁摆7的摆锤8设置有磁铁9，本实施例中所使用的磁铁9为永久磁铁；所述自锁开关模块积木块3至少设置有5个连接端口，所述电源积木块6的正极与第1个连接端口101连接，所述电源积木块6的负极与第2个连接端口102连接，所述干簧管积木块4的两端分别与第3个连接端口103、第4个连接端口104连接，所述电感线圈积木块5的一端与第5个连接端口105连接，其另一端与电源积木块6的负极连接；所述干簧管积木块4与电感线圈积木块5层叠设置，所述摆锤8位于电感线圈积木块5的上方。其中，所述电磁摆电子积木还包括用于控制电路通断的开关积木块11。
本发明用导片积木块2按照电路图将自锁开关模块积木块3、干簧管积木块4、电感线圈积木块5、电源积木块6、电磁摆7和开关积木块11拼装插接于绝缘底盘1上，统一使用积木块进行拼接，对比于现有技术中使用软导线进行连接，其拼装速度快，且具有很强的观赏性。
在本实施例中，摆捶8不工作时候是停在电感线圈积木块5的上方，当闭合电源U的开关K，干簧管SW内的两极片被吸合导通，自锁开关模块电路导通，电感线圈L获得电流流过，电感线圈L产生排斥磁场推动摆捶8离开电感线圈L的上方，迅速往外弹开；因为摆捶8是按圆周轨迹摆动的，当摆捶8摆动到一侧的上升极限点时，摆捶8受自身重力的作用自动往回摆动；当摆捶8摆回到电感线圈积木块5的上方时，干簧管SW的两极片会再次被吸合导通，但这次自锁开关起到断开通过电感线圈L的电流的作用，电感线圈L没有产生磁场，摆捶8在没有阻力的情况下迅速通过最低点，凭惯性冲到另一侧的上升极限点，然后再受自身重力回摆；当摆捶8再次回到电感线圈积木块5的上方时，干簧管SW再次吸合，电感线圈L导通产生排斥磁场将摆捶8弹开，这样摆捶8就可以重复不停地回摆动。
本发明通过自锁开关模块控制电感线圈L的电流通断，电感线圈L生产的磁场排斥摆捶8上的磁铁9，实现摆捶8往复摆动的动作，将深奥的电磁理论知识通过积木玩具直观显现出来，将知识性和趣味性融为一体，非常容易激发学生的学习科学知识的兴趣。
在本实施例中，所述电磁摆电子积木设有两个电源积木块6，所述的两个电源积木块6串联连接。通过导片积木块6将两个电池组串联起来，满足电路最佳使用状态的电压要求。
如图2所示，一种应用于电磁摆电子积木的积木电路，包括电源U、干簧管SW、电感线圈L及自锁开关模块电路，所述自锁开关模块电路至少设置有5个连接端口，所述电源U的正极与第1个连接端口101连接，所述电源U的负极与第2个连接端口102连接，所述干簧管SW的两端分别与第3个连接端口103、第4个连接端口104连接，所述电感线圈L的一端与第5个连接端口105连接，其另一端与电源U的负极连接；所述积木电路设置有电磁摆模块，该电磁摆模块的摆锤8设置有磁铁9，所述摆锤8位于电感线圈L的上方；干簧管SW控制自锁开关模块电路的通断，当有电流通过电感线圈L，电感线圈L产生与磁铁9相排斥的磁场，摆锤8受到磁排斥力被推摆动。
在本实施例中，所述电磁摆电子积木设有两个电源积木块6，所述的两个电源积木块6串联连接。所述的电源积木块6是采用3V的电池组，电池组安装在积木块上；由于自锁开关模块的电压在4V～6V时，其控制灵敏性较佳，通过导片积木块6将两个电池组串联起来，使电路的供电电压达到6V，满足电路最佳使用状态的电压要求。
如图2所示，在本实施例中所述自锁开关模块电路包括可控硅SCR1、SCR2，电阻R1、R2、R3、R4，电容EC，二极管D1、D2，三极管Q；所述电阻R2的一端与第1个连接端口101连接，电阻R2的另一端与第4个连接端口104连接；所述可控硅SCR1的A极与电阻R2的另一端连接，可控硅SCR1的G极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与第3个连接端口103连接；可控硅SCR1的K极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与可控硅SCR2的G极连接；所述可控硅SCR2的A极与二极管D1的正极连接，可控硅SCR2的K极与第2个连接端口102连接；所述电阻R1的一端与可控硅SCR1的K极连接，电阻R1的另一端与三极管Q的基极B连接；所述三极管Q的集电极C与与第1个连接端口101连接，所述三极管Q的发射极E与第5个连接端口105连接；所述电容EC的正极与二极管D2的负极连接，电容EC的负极与可控硅SCR2的K极连接。
当开关K未接通时，摆锤8是静止停在干簧管SW和电感线圈L的正上方，干簧管SW受摆锤8的磁铁9的作用，干簧管SW内的两极片处于吸合导通状态；当接通开关K时，电流从电源U的正极流过电阻R2到达可控硅SCR1的A极，再经过干簧管SW和二极管D1到达可控硅SCR1的G极，可控硅SCR1被触发导通；当可控硅SCR1导通后，其中的一支路电流就会通过电阻R1到达三极管Q的基极B，三极管Q即导通，三极管Q的导通使得自锁开关变为导通状态，电流从三极管Q的发射极E流到电感线圈L，电感线圈L即产生磁场排斥力，将摆锤8往外弹开；当摆锤8弹开后，干簧管SW不受磁力的作用，其两极片即时分开，干簧管SW进入断开状态；同时，另一支路电流从可控硅SCR1流经电阻R4、二极管D2和电阻R3到达可控硅SCR2的G极，可控硅SCR2也就进入了被触发状态，但此时摆锤8已弹开，干簧管SW是不导通的，可控硅SCR2 没能获得导通电流。
当摆锤8回摆回到干簧管SW的上方时，干簧管SW受摆锤8上的磁铁9的磁力作用再次吸合导通，这时，从电源U流过电阻R2供给可控硅SCR1导通的电流就会经过干簧管SW流至可控硅SCR2的A极，可控硅SCR2获得导通电流后迅速导通，这样，可控硅SCR1的输入端A极电压会迅速降至极低，因此，可控硅SCR1就会关闭，也就是自锁开关变为断开状态，三极管Q和电感线圈L也都停止工作，因此摆锤8在没受到电感线圈L磁场排斥力影响的情况下，可以顺利摆过对面，摆锤8通过后，干簧管SW没有了磁力作用再断开，可控硅SCR2没有了导通电流就会即时关闭，也就是自锁开关模块电路进入了静止不工作状态。当摆锤8再次回摆到干簧管SW的上方时，干簧管SW又再吸合导通，可控硅SCR1获得触发电流再次导通，三极管Q也再导通，电感线圈L再次工作产生磁场排斥力将摆锤8弹开，这样，自锁开关就会连续循环地导通和关闭，摆锤8就会来回地不停摆动。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (1)
1.一种具有自锁开关模块电路的电磁摆电子积木，包括有多块导片积木块，其表面设有金属连接片；
电源积木块，在电源积木块上设有电源U；
开关积木块，在开关积木块上设用于控制积木电路通断的开关K;
电感线圈积木块，在电感线圈积木块上设有电感线圈L；
干簧管积木块，在干簧管积木块上设有干簧管SW；
电磁摆，所述电磁摆的摆锤设置有磁铁；
自锁开关模块积木块，在自锁开关模块积木块设有自锁开关模块电路；
所述自锁开关模块电路至少设置有5个连接端口，所述电源U的正极与第1个连接端口连接，所述电源U的负极与第2个连接端口连接，所述干簧管SW的两端分别与第3个连接端口、第4个连接端口连接，所述电感线圈L的一端与第5个连接端口连接，其另一端与电源U的负极连接；所述摆锤位于电感线圈L的上方，干簧管SW控制自锁开关模块电路的通断，当有电流通过电感线圈L，电感线圈L产生与磁铁相排斥的磁场，摆锤受到磁排斥力被推摆动；其特征在于：
所述自锁开关模块电路包括可控硅SCR1、SCR2，电阻R1、R2、R3、R4，电容EC，二极管D1、D2，三极管Q；所述电阻R2的一端与第1个连接端口连接，电阻R2的另一端与第4个连接端口连接；所述可控硅SCR1的A极与电阻R2的另一端连接，可控硅SCR1的G极与二极管D1的负极连接，二极管D1的正极与第3个连接端口连接；可控硅SCR1的K极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与可控硅SCR2的G极连接；所述可控硅SCR2的A极与二极管D1的正极连接，可控硅SCR2的K极与第2个连接端口连接；所述电阻R1的一端与可控硅SCR1的K极连接，电阻R1的另一端与三极管Q的基极B连接；所述三极管Q的集电极C与与第1个连接端口连接，所述三极管Q的发射极E与第5个连接端口连接；所述电容EC的正极与二极管D2的负极连接，电容EC的负极与可控硅SCR2的K极连接。
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| PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
| PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20170715 Granted publication date: 20150708 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150708 Termination date: 20160312 |