CN107481597A - 一种用于科普展览的雅各布天梯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及科普技术领域，特别涉及一种用于科普展览的雅各布天梯,包括基座、展示平台和羊角电极，所述展示平台位于基座顶部并与基座连接，羊角电极的一端贯穿展示平台并插接于基座内，所述基座顶部位于展示平台的一端设有控制开关和提示灯，基座内设有空腔，所述空腔内设有与羊角电极相配合的调节组件和用于展示羊角电极的测试组件，所述测试组件与基座顶部的控制开关和提示灯电性连接。本发明结构简单，将科普创新产提供给大众，让人们亲自目睹实验，简易而直接的领略有关科技知识一目了然。
Description
技术领域
本发明涉及科普技术领域，特别涉及一种用于科普展览的雅各布天梯。
背景技术
该展品由变压器、羊角电极等部分组成。由变压器提供数十万伏的高压，在羊角电极间击穿空气，形成弓形电弧，产生磁场，使电弧向上运动，其运动过程类似于爬梯。当电弧被拉长到600mm左右，所施加的电压再不能维持产生电弧所需的条件，电弧就消失，此时羊角电极底部又会产生新的电弧，形成周而复始的电弧爬梯现象。雅各布天梯则展示了电弧产生和消失的过程。二根呈羊角形的管状电极，一极接高压电，另一个接地。当电压升高到5万伏时，管状电极底部产生电弧，电弧逐级激荡而起，如一簇簇圣火似地向上爬升，犹如希腊神话的雅各布天梯。在2－5万伏高压下，两电极最近处的空气首先被击穿，形成大量的正负等离子体，即产生电弧放电。空气对流加上电动力的驱使，使电弧向上升，随着电弧被拉长，电弧通过的电阻加大，当电流送给电弧的能量小于由弧道向周围空气散出的热量时，电弧就会自行熄灭。
一般来说，人们对空气中高压放电原理感到较为生疏或者简单的接触却不知道具体的工作原理，不能直观的展示出雅各布天梯工作原理。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于科普展览的雅各布天梯。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案:
一种用于科普展览的雅各布天梯，包括基座、展示平台和羊角电极，所述展示平台位于基座顶部并与基座连接，羊角电极的一端贯穿展示平台并插接于基座内，所述基座顶部位于展示平台的一端设有控制开关和提示灯，基座内设有空腔，所述空腔内设有与羊角电极相配合的调节组件和用于展示羊角电极的测试组件，所述测试组件与基座顶部的控制开关和提示灯电性连接，所述羊角电极包括对称设置的第一羊角电极和第二羊角电极，第一羊角电极和第二羊角电极靠近基座的一端设有第一绝缘件、第一绝缘件、第一线圈和第二线圈，所述第一绝缘件和第一线圈套接与第一羊角电极上，第二绝缘件和第二线圈套接与第二羊角电极上。
进一步的，所述调节组件包括气缸和调节板，气缸的输出端设有供调节板卡接的卡槽，所述调节板的一端卡接于卡槽内，所述调节板包括第一调节板和第二调节板，所述第一调节板远离气缸的一端设有凸棱，所述第二调节板设有供凸棱插接的凸棱槽，所述第一调节板插接于第二调节板内。
进一步的，所述第一调节板由金属材质制成，第二调节板由绝缘材料制成，所述第一调节板两侧分别设有第一弹性片和第二弹性片。
进一步的，所述测试组件包括第一变压器、第二变压器、第三变压器、转盘和驱动转盘旋转的驱动组件，所述第一变压器、第二变压器、第三变压器沿转盘周向间隔设置，驱动组件位于转盘底部并与转盘传动配合，所述转盘包括第一转盘和第二转盘，所述第一转盘内设有供第二转盘旋转的空腔，第一转盘和第二转盘顶部均设有通线管道，所述通线管道包括第一通线管道和第二通线管道，所述第一通线管道和第二通线管道之间设有连接电缆，所述第一通线管道与第二弹性片抵触连接。
进一步的，所述第一弹性片、第二弹性片和第三弹性片均为金属材质。
进一步的，所述控制开关包括第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关，所述第一控制开关、第二控制开关和第二控制开关间隔设置。
进一步的，所述第一线圈底部设与第一弹性片抵触连接的金属杆。
进一步的，所述展示平台上套设有防护罩，所述防护罩顶部设有若干个通气孔。
有益效果：本发明一种用于科普展览的雅各布天梯，按下第三控制开关打开电源，按下第一控制开关，气缸的输出端向上移动推动第一调节板向上移动，第一调节板上的第一弹性片和第二弹性片分别与金属杆和第一通线管道抵触连接，按下第二控制开关，步进电机驱动第二转盘旋转，第二通线管与第一变压机上的第三弹性片抵触连接，提示灯亮，第一变压器不满足第一羊角电极和第二羊角电极产生电弧的最低要求，按下第一控制开关第一调节板向下移动，第二调节板的两侧分别与金属杆和第一通线管道抵触连接，提示灯灭，按下第二控制开关，步进电机旋转带动第二通线管道与第二变压器上的第三弹性片抵触连接，按下第一控制开关使第一调节板上的第一弹性片和第二弹性片分别与金属杆和第一通线管道抵触连接，提示灯亮，第二高压包满足第一羊角电极和第二羊角电极产生电弧的最低要求，电弧始终处于第一羊角电极和第二羊角电极中部，按下第一控制开关第一调节板向下移动，第二调节板的两侧分别与金属杆和第一通线管道抵触连接，提示灯灭，按下第二控制开关，步进电机旋转带动第二通线管道与第三变压器上的第三弹性片抵触连接，按下第一控制开关使第一调节板上的第一弹性片和第二弹性片分别与金属杆和第一通线管道抵触连接，提示灯亮，第三压器满足第一羊角电极和第二羊角电极产生电弧的要求，电弧自第一羊角电极和第二羊角电极下部逐渐上部爬升，按下第一控制开关第一调节板向下移动，第二调节板的两侧分别与金属杆和第一通线管道抵触连接，提示灯灭，按下第三控制开关关闭电源。
附图说明
图1是本发明立体结构示意图；
图2是本发明的局部立体结构示意图；
图3是本发明局部剖视立体结构示意图；
图4是本发明图3中A处放大示意图；
图5是本发明俯视图示意图；
图6是本发明图5中B-B处剖视示意图；
图7是本发明的电路示意图；
附图标记说明：基座1，展示平台2，防护罩2a，通气孔2a1，羊角电极3，第一羊角电极3a，第一绝缘件3a1，第一线圈3a2，金属杆3a3，第二羊角电极3b，第二绝缘件3b1，控制开关4，第一控制开关4a，第二控制开关4b，第二控制开关4b，提示灯5，调节组件6，气缸6a，卡槽6a1，调节板6b，第一调节板6b1，第二调节板6b2，第一弹性片6b3，第二弹性片6b4，测试组件7，第一高压包7a，第二高压包7b，第三高压包7c，转盘7d，第一转盘7d1，第二转盘7d2，驱动组件7e，转轴7e1，步进电机7e2，通线管道7f，第一通线管道7f1，第二通线管道7f2，第三弹性片7g，电源8，电容组9。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：
参照图1至7所述的一种用于科普展览的雅各布天梯，包括基座1、展示平台2和羊角电极3，所述展示平台2位于基座1顶部并与基座1连接，羊角电极3的一端贯穿展示平台2并插接于基座1内，所述基座1顶部位于展示平台2的一端设有控制开关4和提示灯5，基座1内设有空腔，所述空腔内设有与羊角电极3相配合的调节组件6和用于展示羊角电极3的测试组件7，所述测试组件7与基座1顶部的控制开关4和提示灯5电性连接，所述羊角电极3包括对称设置的第一羊角电极3a和第二羊角电极3b，第一羊角电极3a和第二羊角电极3b靠近基座1的一端设有第一绝缘件3a1、第二绝缘件3b1、第一线圈3a2和第二线圈，所述第一绝缘件3a1和第一线圈3a2套接与第一羊角电极3a上，第二绝缘件3b1和第二线圈套接与第二羊角电极3b上。
本发明的工作原理，按下第三控制开关4c打开电源，按下第一控制开关4a，气缸6a的输出端向上移动推动第一调节板6b1向上移动，第一调节板6b1上的第一弹性片6b3和第二弹性片6b4分别与金属杆3a3和第一通线管道7f1抵触连接，按下第二控制开关4b，步进电机7e2驱动第二转盘7d2旋转，第二通线管与第一变压机上的第三弹性片7g抵触连接，提示灯5亮，第一高压包7a不满足第一羊角电极3a和第二羊角电极3b产生电弧的最低要求，按下第一控制开关4a第一调节板6b1向下移动，第二调节板6b2的两侧分别与金属杆3a3和第一通线管道7f1抵触连接，提示灯5灭，按下第二控制开关4b，步进电机7e2旋转带动第二通线管道7f2与第二高压包7b上的第三弹性片7g抵触连接，按下第一控制开关4a使第一调节板6b1上的第一弹性片6b3和第二弹性片6b4分别与金属杆3a3和第一通线管道7f1抵触连接，提示灯5亮，第二高压包7b满足第一羊角电极3a和第二羊角电极3b产生电弧的最低要求，电弧始终处于第一羊角电极3a和第二羊角电极3b中部，按下第一控制开关4a第一调节板6b1向下移动，第二调节板6b2的两侧分别与金属杆3a3和第一通线管道7f1抵触连接，提示灯5灭，按下第二控制开关4b，步进电机7e2旋转带动第二通线管道7f2与第三高压包7c上的第三弹性片7g抵触连接，按下第一控制开关4a使第调节板6b1上的第一弹性片6b3和第二弹性片6b4分别与金属杆3a3和第一通线管道7f1抵触连接，提示灯5亮，第三压器满足第一羊角电极3a和第二羊角电极3b产生电弧的要求，电弧自第一羊角电极3a和第二羊角电极3b下部逐渐上部爬升，按下第一控制开关4a第一调节板6b1向下移动，第二调节板6b2的两侧分别与金属杆3a3和第一通线管道7f1抵触连接，提示灯5灭，按下第三控制开关4c关闭电源。
所述调节组件6包括气缸6a和调节板6b，气缸6a的输出端设有供调节板6b卡接的卡槽6a1，所述调节板6b的一端卡接于卡槽6a1内，所述调节板6b包括第一调节板6b1和第二调节板6b2，所述第一调节板6b1远离气缸6a的一端设有凸棱，所述第二调节板6b2设有供凸棱插接的凸棱槽，所述第一调节板6b1插接于第二调节板6b2内。
所述第一调节板6b1由金属材质制成，第二调节板6b2由绝缘材料制成，所述第一调节板6b1两侧分别设有第一弹性片6b3和第二弹性片6b4，第一调节板6b1用于给第一羊角电极3a供电，第二调节用于阻断供给第一羊角电极3a的电流。
所述测试组件7包括第一高压包7a、第二高压包7b、第三高压包7c、转盘7d和驱动转盘7d旋转的驱动组件7e，所述第一高压包7a、第二高压包7b、第三高压包7c沿转盘7d周向间隔设置，驱动组件7e位于转盘7d底部并与转盘7d传动配合，所述转盘7d包括第一转盘7d1和第二转盘7d2，所述第一转盘7d1内设有供第二转盘7d2旋转的空腔，第一转盘7d1和第二转盘7d2顶部均设有通线管道7f，所述通线管道7f包括第一通线管道7f1和第二通线管道7f2，所述第一通线管道7f1和第二通线管道7f2之间设有连接电缆，所述第一通线管道7f1与第二弹性片6b4抵触连接，步进电机7e2带动第二转盘7d2在第一转盘7d1内旋转，第二转盘7d2旋转带动第二通线管道7f2旋转，第二通线管道7f2与第一通线管道7f1通过电缆连接，防止第二通线管道7f2旋转带动第一管道移动导致对第一羊角电极3a的通电。
所述第一高压包7a、第二高压包7b和第三高压包7c靠近转转盘7d的一侧设有与第二通线管道7f2相配合第三弹性片7g，第三弹性片7g用于抵触连接第二通线管道7f2的一端。
进一步的，所述驱动组件7e包括转轴7e1、联轴器和步进电机7e2，所述转轴7e1的一端贯穿第二转盘7d2和第一转盘7d1的一侧并与第一转盘7d1传动配合，转轴7e1的另一端插接于联轴器的一端，步进电机7e2的输出轴插接于联轴器的另一端，步进电机7e2旋转带动第二转盘7d2旋转。
所述第一弹性片6b3、第二弹性片6b4和第三弹性片7g均为金属材质，金属材质导电性强。
所述控制开关4包括第一控制开关4a、第二控制开关4b和第三控制开关4c，所述第一控制开关4a、第二控制开关4b和第二控制开关4b间隔设置，第一控制开关4a用以控制气缸6a输出端的升降，第二控制开关4b用以控制步进电机7e2带动第二转盘7d2旋转，第三控制开关4c用以控制电源。
所述第一线圈3a2底部设与第一弹性片6b3抵触连接的金属杆3a3，电流通过第一弹性片6b3与金属杆3a3抵触连接向第一羊角电极3a供电。
所述展示平台2上套设有防护罩2a，所述防护罩2a顶部设有若干个通气孔2a1，电弧产生臭氧，臭氧通过防护罩2a顶部的通气孔2a1向防护罩2a外扩散，空气通过通气孔2a1向防护罩2a内流通。
本发明电路：电源8正极到电容组9在到指示灯5，第一高压包7a、第二高压包7b和第三高压包7c的一次线圈的正极并联至指示灯5的一端，指示灯5的另一端与电容组9连接，第一高压包7a、第二高压包7b和第三高压包7c一次线圈的负极并联至电源8负极，第二转盘旋转7b2第二通线管道7f2分别与第一高压包7a、第二高压包7b和第三高压包7c的二次线圈的正极连接，第一高压包7a、第二高压包7b和第三高压包7c的二次线圈的负极并联至第二羊角电极3b，形成回路。
电容组的型号为CBB65A-1，第一高压包的型号为BSC62D1，第二高压包的型号为BSC68Z，第三高压包的型号为BSC60K。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种用于科普展览的雅各布天梯,其特征在于：包括基座(1)、展示平台(2)和羊角电极(3)，所述展示平台(2)位于基座(1)顶部并与基座(1)连接，羊角电极(3)的一端贯穿展示平台(2)并插接于基座(1)内，所述基座(1)顶部位于展示平台(2)的一端设有控制开关(4)和提示灯(5)，基座(1)内设有空腔，所述空腔内设有与羊角电极(3)相配合的调节组件(6)和用于展示羊角电极(3)的测试组件(7)，所述测试组件(7)与基座(1)顶部的控制开关(4)和提示灯(5)电性连接，所述羊角电极(3)包括对称设置的第一羊角电极(3a)和第二羊角电极(3b)，第一羊角电极(3a)和第二羊角电极(3b)靠近基座(1)的一端设有第一绝缘件(3a1)、第二绝缘件(3b1)、第一线圈(3a2)和第二线圈，所述第一绝缘件(3a1)和第一线圈(3a2)套接与第一羊角电极(3a)上，第二绝缘件(3b1)和第二线圈套接与第二羊角电极(3b)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于科普展览的雅各布天梯,其特征在于：所述调节组件(6)包括气缸(6a)和调节板(6b)，气缸(6a)的输出端设有供调节板(6b)卡接的卡槽(6a1)，所述调节板(6b)的一端卡接于卡槽(6a1)内，所述调节板(6b)包括第一调节板(6b1)和第二调节板(6b2)，所述第一调节板(6b1)远离气缸(6a)的一端设有凸棱，所述第二调节板(6b2)设有供凸棱插接的凸棱槽，所述第一调节板(6b1)插接于第二调节板(6b2)内。
3.根据权利要求2所述的一种用于科普展览的雅各布天梯,其特征在于：所述第一调节板(6b1)由金属材质制成，第二调节板(6b2)由绝缘材料制成，所述第一调节板(6b1)两侧分别设有第一弹性片(6b3)和第二弹性片(6b4)。
4.根据权利要求3所述的一种用于科普展览的雅各布天梯,其特征在于：所述测试组件(7)包括第一高压包(7a)、第二高压包(7b)、第三高压包(7c)、转盘(7d)和驱动转盘(7d)旋转的驱动组件(7e)，所述第一高压包(7a)、第二高压包(7b)、第三高压包(7c)沿转盘(7d)周向间隔设置，驱动组件(7e)位于转盘(7d)底部并与转盘(7d)传动配合，所述转盘(7d)包括第一转盘(7d1)和第二转盘(7d2)，所述第一转盘(7d1)内设有供第二转盘(7d2)旋转的空腔，第一转盘(7d1)和第二转盘(7d2)顶部均设有通线管道(7f)，所述通线管道(7f)包括第一通线管道(7f1)和第二通线管道(7f2)，所述第一通线管道(7f1)和第二通线管道(7f2)之间设有连接电缆，所述第一通线管道(7f1)与第二弹性片(6b4)抵触连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于科普展览的雅各布天梯,其特征在于：所述第一高压包(7a)、第二高压包(7b)和第三高压包(7c)靠近转转盘(7d)的一侧设有与第二通线管道(7f2)相配合第三弹性片(7g)。
6.根据权利要求4所述的一种用于科普展览的雅各布天梯,其特征在于：所述驱动组件(7e)包括转轴(7e1)、联轴器和步进电机(7e2)，所述转轴(7e1)的一端贯穿第二转盘(7d2)和第一转盘(7d1)的一侧并与第一转盘(7d1)传动配合，转轴(7e1)的另一端插接于联轴器的一端，步进电机(7e2)的输出轴插接于联轴器的另一端。
7.根据权利要求5所述的一种用于科普展览的雅各布天梯,其特征在于：所述第一弹性片(6b3)、第二弹性片(6b4)和第三弹性片(7g)均为金属材质。
8.根据权利要求1所述的一种用于科普展览的雅各布天梯,其特征在于：所述控制开关(4)包括第一控制开关(4a)、第二控制开关(4b)和第二控制开关(4b)，所述第一控制开关(4a)、第二控制开关(4b)和第三控制开关(4c)间隔设置。
9.根据权利要求1所述的一种用于科普展览的雅各布天梯,其特征在于：所述第一线圈(3a2)底部设与第一弹性片(6b3)抵触连接的金属杆(3a3)。
10.根据权利要求1所述的一种用于科普展览的雅各布天梯,其特征在于：所述展示平台(2)上套设有防护罩(2a)，所述防护罩(2a)顶部设有若干个通气孔(2a1)。
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