CN104966437B - 速度测算自动控制系统 - Google Patents

Abstract

速度测算自动控制系统，涉及教学演示装置。包括基座，基座上面中心位置有一个支撑立板；速度线绘制图板竖向设置于基座上面并与横向滑道和竖向滑道滑动配合；在基座下方的箱体内固定有第一电机和第二电机；第一电机转轴连接基座表面的四棱柱；第二电机转轴上安装有齿轮。支撑立板前端有一纵向设置的竖向滑槽，竖向滑槽与竖向滑道贯通，竖向滑槽内设置有绘线笔，绘线笔与竖向滑槽形成上下滑动配合关系，绘线笔的笔尖顶在速度线绘制图板表面；第一电机和第二电机分别与控制器连接，控制器连接计算机。本发明解决了在速率概念的教学中，不能让学生观察路程与时间变化的速率曲线关系，导致教学效果不很理想的问题。

Description

速度测算自动控制系统

技术领域

本发明涉及教学演示装置，具体涉及一种可以绘制速度曲线的自动控制系统。

背景技术

科学上用速度来表示物体运动的快慢。速度在数值上等于单位时间内通过的路程。速度的计算公式：V＝S/t。速度的单位是m/s和km/h，速度的大小也称速率。速度(velocity)表征动点在某瞬时运动快慢和运动方向的矢量。在最简单的匀速直线运动中，速度的大小等于单位时间内经过的路程。

速度曲线是指描述短距离全程速度变化的曲线，是分析全程运动节奏与技术水平的指标。如100米跑的速度曲线大致可分为三个区域：第一区域从起跑线至30-40米，主要靠肌肉的力量与爆发力迅速摆脱静止状态，获得向前的加速度；第二区域为40-70米，主要靠人体的爆发力获得全程跑的最高速度；第三区域为70-100米，主要靠肌肉的力量耐力，尽量保持更长距离的高速跑。通过对速度曲线的分析可发现短跑全程中存在的问题与薄弱环节，以便有针对性地进行训练，提高全程跑的水平。

演示法是物理、化学等学科常用的教学方法，对于数学教学来说，用的比较少，一般不太重视。但随着新课改的深入，教师越来越觉得演示法很重要，在很多数学教学中，可以起到事半功倍的效果。演示法具有直观性，它们可以使学生在观察中获得感性认识，并丰富了直接经验，为学习新知识，形成新概念，奠定了良好的基础。比如在讲 授速度定理公式时，教师可以亲自动手制作速率曲线，让学生理解速度变化与速率曲线的关系。演示法也符合学生的年龄特征和思维发展规律。学生思维的发展，总是从具体、形象思维开始，然后到抽象、逻辑思维的。演示法总是给学生提供具体、直观的形象，使学生便于接受和掌握。

教学演示具更具有直观、生动、形象、具体的特征，有助于学生形成和熟悉数学的概念和结论，加深对知识的理解和掌握。它符合从生动的直观到抽象的思维，再从抽象的思维到实践这一认知规律。

然而，在速率概念的教学中，教师也只能用速度内线表抽象的进行教学演示，不能让学生观察路程与时间变化的速率曲线关系，导致教学效果不很理想。

发明内容

本发明提供速度测算自动控制系统，本发明解决了在速率概念的教学中，教师也只能用速度内线表抽象的进行教学演示，不能让学生观察路程与时间变化的速率曲线关系，导致教学效果不很理想的问题。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：速度测算自动控制系统，其特征在于，包括基座，基座上面中心位置有一条纵向设置的横向滑道；在基座上面中心位置有一个支撑立板，支撑立板底边与基座固定连接，支撑立板上有一个竖向滑道，竖向滑道与横向滑道相互垂直并相交；

速度线绘制图板竖向设置于基座上面并与横向滑道和竖向滑道滑动配合，速度线绘制图板下边沿有一凸沿，凸沿设置于横向滑道中并与横向滑道滑动配合，凸沿下面连接设置于基座下方的齿条；

在基座下方的箱体内固定有第一电机和第二电机；第一电机转轴连接基座表面的四棱柱；四棱柱位于支撑立板和速度线绘制图板前侧，四棱柱上面设置时间轴线升降导向柱，时间轴线升降导向柱底部中心位置有方孔与四棱柱配合；第二电机转轴上安装有齿轮，齿轮与齿条啮合；

支撑立板前端有一纵向设置的竖向滑槽，竖向滑槽与竖向滑道贯通，竖向滑槽内设置有绘线笔，绘线笔与竖向滑槽形成上下滑动配合关系，绘线笔的笔尖顶在速度线绘制图板表面；在时间轴线升降导向柱表面有旋转凹槽，绘线笔后面的尾座末端设置于旋转凹槽中；

第一电机和第二电机分别与控制器连接，控制器连接计算机。

本发明的优点：可以在教学过程中直观的演示速度曲线的绘制过程，学生可以亲自动手操作绘制过程，通过设定第二电机的速度变化，可以绘制出速度曲线。通过计算机和控制器可以自动控制并给出不同速度曲线，绘制的速度曲线准确，绘制速度快，提高了教学效果。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图1的俯视图；

图4是图3的I处局部放大图；

图5是本发明电器部件的线路图。

图中符号说明：基座1，第一电机2，齿条3，齿轮4，四棱柱5， 速度线绘制图板6，时间轴线升降导向柱7，绘线笔8，支撑立板9，旋转凹槽10，竖向滑槽11，尾座12，横向滑道13，第二电机14，竖向滑道15，速率曲线16，计算机17，控制器18。

具体实施方式

下面用最佳的实施例对本发明做详细的说明。

如图1-5所示，基座1上面是矩形平板、两侧下方有支撑脚，基座1上面中心位置有一条纵向设置的横向滑道13；在基座1上面中心位置有一个支撑立板9，支撑立板9底边与基座1固定连接，支撑立板9上有一个竖向滑道15，竖向滑道15与横向滑道13相互垂直并相交。

速度线绘制图板6竖向设置于基座1上面并与横向滑道13和竖向滑道15滑动配合，速度线绘制图板6下边沿有一凸沿，凸沿设置于横向滑道13中并与横向滑道13滑动配合，凸沿下面连接设置于基座1下方的齿条3。

在基座1下方的箱体内固定有第一电机2和第二电机14；第一电机2转轴连接基座1表面的四棱柱5；四棱柱5位于支撑立板9和速度线绘制图板6前侧，四棱柱5上面设置时间轴线升降导向柱7，时间轴线升降导向柱7底部中心位置有方孔与四棱柱5配合；第二电机14转轴上安装有齿轮4，齿轮4与齿条3啮合。

支撑立板9前端有一纵向设置的竖向滑槽11，竖向滑槽11与竖向滑道15贯通，竖向滑槽11内设置有绘线笔8，绘线笔8与竖向滑槽11形成上下滑动配合关系，绘线笔8的笔尖顶在速度线绘制图板6表面；在时间轴线升降导向柱7表面有旋转凹槽10，绘线笔8后面的尾座12末端设置于旋转凹槽10中，旋转凹槽10底部是凹陷的圆弧形，尾座12末端有半球面与圆弧形配合。支撑立 板9起到支撑速度线绘制图板6上部作用，同时还可以限制绘线笔8移动轨迹，实现速度曲线的绘制。

第一电机2和第二电机14分别与控制器18连接，控制器18连接计算机17。第一电机2和第二电机14分别为变频电机。使用时由计算机17控制控制器18，预先设定第二电机14和第一电机2速度，第二电机14设置为匀速，第一电机2可以设定为变速。使用时，两个电机同时启动，时间轴线升降导向柱7转动，绘线笔被动沿时间轴线升降导向柱的滑道和支撑立板的竖向滑槽上移，由于第二电机14为匀速，所以绘线笔8每单位时间的上移速度是均等的。同时，齿轮通过齿条带动速度线绘制图板左移，绘线笔8可以根据移动的速度绘制出速率的曲线。本发明所采用的控制器是现有常规设备，它是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。本发明控制器可以选择微程序控制器，它设计方便，结构简单，修改或扩充都方便，修改一条机器指令的功能，只需重编所对应的微程序；要增加一条机器指令，只需在控制存储器中增加一段微程序。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.速度测算自动控制系统，其特征在于，包括基座，基座上面中心位置有一条纵向设置的横向滑道；在基座上面中心位置有一个支撑立板，支撑立板底边与基座固定连接，支撑立板上有一个竖向滑道，竖向滑道与横向滑道相互垂直并相交；

速度线绘制图板竖向设置于基座上面并与横向滑道和竖向滑道滑动配合，速度线绘制图板下边沿有一凸沿，凸沿设置于横向滑道中并与横向滑道滑动配合，凸沿下面连接设置于基座下方的齿条；

在基座下方的箱体内固定有第一电机和第二电机；第一电机转轴连接基座表面的四棱柱；四棱柱位于支撑立板和速度线绘制图板前侧，四棱柱上面设置时间轴线升降导向柱，时间轴线升降导向柱底部中心位置有方孔与四棱柱配合；第二电机转轴上安装有齿轮，齿轮与齿条啮合；

支撑立板前端有一纵向设置的竖向滑槽，竖向滑槽与竖向滑道贯通，竖向滑槽内设置有绘线笔，绘线笔与竖向滑槽形成上下滑动配合关系，绘线笔的笔尖顶在速度线绘制图板表面；在时间轴线升降导向柱表面有旋转凹槽，绘线笔后面的尾座末端设置于旋转凹槽中；

第一电机和第二电机分别与控制器连接，控制器连接计算机。

2.如权利要求1所述速度测算自动控制系统，其特征在于，第一电机和第二电机分别为变频电机。

3.如权利要求1所述速度测算自动控制系统，其特征在于，旋转 凹槽底部是凹陷的圆弧形，尾座末端有半球面与圆弧形配合。