CN103473971A - 结构稳定性的演示仪 - Google Patents

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一种结构稳定性的演示仪，该演示仪包括演示台、支撑块和一组重力不同的拼装块，支撑块的底部设有一组支撑脚，支撑脚上端为转动连接在支撑块上的转动连接部分，支撑脚的中间段为水平延伸部分，支撑脚下段为支撑部分，其中支撑块上设有支撑面，支撑面上嵌有磁铁；拼装块的上下面设有拼接面，拼接面上嵌有磁铁，拼装块的外表面设有标记图层，拼装块相互叠加并放置在支撑面上；演示台为方形箱体结构，包括底板、左侧板、右侧板，后板、前板和顶板。该演示仪能够很形象、方便的阐释结构稳定性的三个主要影响因素，其中拼装块的不同拼装方式改变重心的高低和拼装后的形状，而支撑块上的支撑脚可改变支撑面的大小，此教具能引发学生兴趣和思考。

Description

结构稳定性的演示仪
技术领域
本发明涉及一种教学仪器，尤其是一种用于展示结构稳定性的演示仪。
背景技术
目前我们在《稳固结构的探析》这节教学中，分析影响结构稳定性的三个主要因素，重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面大小和结构的形状，但学生总是很难弄懂。在《稳固结构的探析》教材内容中，结构的稳定性是结构的重要性质，是结构设计的学习基础。如何突破这堂课教学难点、重点，在教学过程中教师要应用多个生活实例，比如独脚茶几、照相机的三角支架、A字形梯作为案例，来分析影响结构稳定性的主要因素，还要通过试验来感受结构的稳定性。如果选用课本上的案例，学生会觉得索然无味而失去兴趣；如果选择其他案例替换课本案例，就得选择三个与生活、社会进步、科技发展相适应的典型例子，导致课堂内容多，再加上要做试验，课堂时间会显得很紧张。
发明内容
本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种结构稳定性的演示仪，该教具可以充分展现影响结构稳定性的三个主要因素，结构简单，设计巧妙。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种结构稳定性的演示仪，该演示仪包括演示台、支撑块和一组重力不同的拼装块，支撑块的底部设有一组支撑脚，支撑脚上端为转动连接在支撑块上的转动连接部分，支撑脚的中间段为水平延伸部分，支撑脚下段为支撑部分，其中支撑块上设有支撑面，支撑面上嵌有磁铁；拼装块的上下面设有拼接面，拼接面上嵌有磁铁，拼装块的外表面设有标记图层，拼装块相互叠加并放置在支撑面上；演示台为方形箱体结构，包括底板、左侧板、右侧板，后板、前板和顶板，左侧板和后板固定安装在底板上，其中右侧板和前板的底边转动连接在底板上，右侧板和前板的顶边设有连接在顶板上的连接件，顶板的左边转动连接的左侧板，顶板的底面连接有支撑杆，底板上设有一排用于定位支撑杆的定位槽，其中后板的内侧面上设有角度测量图层。该结构主要包括支撑块、拼装块和顶面可倾斜转动的支撑台，支撑块底面上的支撑脚可随意转动，变化支撑脚的支撑形状和支撑范围的大小，从而调节支撑面的大小；拼装块是由不同密度的材料组成，即各个拼装块的重力不同，通过调节拼装块的上下位置来改变重心的高低，而拼装块上嵌有磁铁，加固拼装块之间的连接，这样可以改变拼装块所拼装起来的形状，及改变重心的水平位置；而支撑台的顶面为可倾斜的支撑面，这样可以测试拼装块所组成不同形状、不同重心高度或不同支撑面大小等状态下的演示仪所承受最大的倾斜角度，从而可反应出其不同状态下的稳定性。
为了进一步完善，拼装块为圆柱体结构，这样的结构便于拼装。支撑脚有四根，并分别安装在支撑块的四个方向上，这样支撑脚主要分别支撑在四个方向，扩大支撑面，而且也可以向内收缩，减小体积，便于存放。拼装块上嵌有铁块，这样通过铁块来改变拼装块的重力，从而便于调节重心的高低。
本发明有益的效果是：本发明设计的演示仪能够很形象、方便的阐释结构稳定性的三个主要影响因素，其中拼装块的不同拼装方式改变重心的高低和拼装后的形状，而支撑块上的支撑脚可改变支撑面的大小，此教具能引发学生兴趣和思考，适于探究，有利于学生参与、互动。既可以充分发挥教具的最大作用，又提高课堂教学效率，完成教学目标。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中支撑块顶部的结构图；
图3为本发明中支撑块转动成三角支撑的结构图；
图4为本发明中支撑块底部的结构图；
图5为本发明中拼装块顶面的结构图；
图6为本发明中拼装块底面的结构图。
附图标记说明：演示台1，底板1-1，左侧板1-2，右侧板1-3，后板1-4，前板1-5，顶板1-6，支撑块2，支撑面2-1，拼装块3，拼接面3-1，标记图层3-2，支撑脚4，转动连接部分4-1，水平延伸部分4-2，支撑部分4-3，支撑杆5，定位槽6，角度测量图层7，磁铁8，铁块9，连接件10。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参照附图：这种结构稳定性的演示仪，该演示仪包括演示台1、支撑块2和一组重力不同的拼装块3，支撑块2的底部设有一组支撑脚4，支撑脚4包括转动连接在支撑块2上的转动连接部分4-1、中间段的为水平延伸部分4-2和下段的支撑部分4-3，其中支撑块4上设有支撑面2-1，支撑面2-1上嵌有磁铁8；拼装块3的上下面设有拼接面3-1，拼接面3-1上嵌有磁铁，拼装块3的外表面设有标记图层3-2，拼装块3相互叠加并放置在支撑面2-1上；演示台1为方形箱体结构，包括底板1-1、左侧板1-2、右侧板1-3，后板1-4、前板1-5和顶板1-6，左侧板1-2和后板1-4的底边固定安装在底板1-1上，右侧板1-3和前板1-5的顶边设有连接在顶板1-6上的连接件10，其中右侧板1-3和前板1-5转动连接在底板1-1上，顶板1-6的左边转动连接的左侧板1-2，顶板1-6的底面连接有支撑杆5，底板1-1上设有一排用于定位支撑杆5的定位槽6，其中后板1-4的内侧面上设有角度测量图层7。拼装块3为圆柱体结构。支撑脚4有四根，并分别安装在支撑块2的四个方向上。拼装块3上嵌有铁块9。
演示台1在打开前板1-5和右侧边1-3时是一个演示平台和操作平台，关上后是存放演示仪的存放箱体，该结构简单，设计巧妙，顶板1-6左边转动连接在左侧板1-2上，顶板1-6的底部通过支撑杆5支撑，底板1-1上设有一排定位槽6，支撑杆5支撑在不同定位槽6来变换顶板1-6的倾斜角度，后板1-4上设有测量顶板1-6倾斜角度的角度测量图层7。而支撑块2底部的支撑脚4可灵活转动，如图2或图3所示的不同支撑方式，变换支撑面积，演示支撑面积对结构稳定性的影响；拼装块3有一组并叠加在支撑块2上，个别的拼装块3内嵌有铁块，各拼装块3的形状、体积相同，但重量不同，拼装块3上设有标记图层3-2，通过调整拼装块3上下位置来变换拼装块3组装后整体的重心高低，这样可演示重心高低对结构稳定性的影响，如拼装块b的上表面嵌有磁铁8，下表面嵌有铁块9，铁块9加重了拼装块b的重力，通过调整拼装块b的上下位置变换整体的重心高低。而拼装块3内嵌有磁铁8，加强拼装块3之间的连接，这样可以变换拼装块3的拼装形状，演示不同形状对结构稳定性的影响。该结构简单，对影响结构稳定性的三大主要因素分析非常简单、易懂，有助于课堂上讲课分析。
虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (4)

1. 一种结构稳定性的演示仪，其特征是：该演示仪包括演示台（1）、支撑块（2）和一组重力不同的拼装块（3），
    所述支撑块（2）的底部设有一组支撑脚（4），支撑脚（4）包括转动连接在支撑块（2）上的转动连接部分（4-1）、中间段的为水平延伸部分（4-2）和下段的支撑部分（4-3），所述支撑块（4）上设有支撑面（2-1），支撑面（2-1）上嵌有磁铁（8）；
    所述拼装块（3）的上下面设有拼接面（3-1），拼接面（3-1）上嵌有磁铁（8），拼装块（3）的外表面设有标记图层（3-2），拼装块（3）相互叠加并放置在支撑面（2-1）上；
    所述演示台（1）为方形箱体结构，包括底板（1-1）、左侧板（1-2）、右侧板（1-3），后板（1-4）、前板（1-5）和顶板（1-6），左侧板（1-2）和后板（1-4）固定安装在底板（1-1）上，所述右侧板（1-3）和前板（1-5）的底边转动连接在底板（1-1）上，右侧板（1-3）和前板（1-5）的顶边设有连接在顶板（1-6）上的连接件（10），顶板（1-6）的左边转动连接的左侧板（1-2），顶板（1-6）的底面连接有支撑杆（5），底板（1-1）上设有一排用于定位支撑杆（5）的定位槽（6），所述后板（1-4）的内侧面上设有角度测量图层（7）。
2. 根据权利要求1所述的结构稳定性的演示仪，其特征是：所述拼装块（3）为圆柱体结构。
3. 根据权利要求1所述的结构稳定性的演示仪，其特征是：所述支撑脚（4）有四根，并分别安装在支撑块（2）的四个方向上。
4.根据权利要求1所述的结构稳定性的演示仪，其特征是：所述拼装块（3）上嵌有铁块（9）。
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