CN107578680A - 一种用于电磁学教学的实验设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于电磁学教学的实验设备，包括底座、支撑杆、固定板、球体、除尘机构、保护机构和中控机构，除尘机构包括升降组件和清扫组件，清扫组件包括壳体、驱动单元和摆动单元，保护机构包括移动组件和伸缩组件。该用于电磁学教学的实验设备中，通过除尘机构，可以对磁悬浮教学设备积灰处进行清扫，防止磁悬浮教学设备积灰，或者灰尘渗透到磁悬浮教学设备的内部，影响磁悬浮教学设备的工作的精密性能，从而影响教学质量，通过保护机构，保护板形成的保护空间，可以有效的防止顽皮的学生拿取、破坏磁悬浮教学设备中的球体，起到的较好的保护作用，通过这些，提高了磁悬浮教学设备的实用性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及教学设备领域，特别涉及一种用于电磁学教学的实验设备。
背景技术
地球仪是地理课上常常被使用的一种的教学设备，随着科技的发展，电磁式的磁悬浮地球仪被广泛的应用于地理课上，这种磁悬浮的教学设备极具观赏价值，而且能够有效的提高学生的课堂效率。
然而这种磁悬浮教学设备在实际使用的过程还是存在一些问题，由于这种磁悬浮教学设备被广泛的用于课堂，因此在使用的时候会积攒大量的粉尘，这些粉尘可能导致地球仪的部分区域被遮盖，而且一旦粉尘进入设备的内部，可能会影响设备的精密性，从而大大影响教学质量，此外，由于这种磁悬浮的教学设备比较新颖，可能会存在顽皮的学生去触碰球体的情况，学生在拿取的过程中可能会对球体造成损坏，从而造成经济损失，这些都大大降低了磁悬浮的教学设备的实用性和可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于电磁学教学的实验设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于电磁学教学的实验设备，包括底座、支撑杆、固定板、球体、除尘机构、保护机构和中控机构，所述支撑杆竖向设置在底座的一侧，所述固定板设置在支撑杆的上方的一侧，所述底座和固定板位于支撑杆的同侧，所述球体设置在固定板与底座之间，所述除尘机构设置在支撑杆的一侧，所述保护机构设置在底座的内部，所述中控机构设置在底座上，所述除尘机构和保护机构均与中控机构电连接；
所述除尘机构包括升降组件和清扫组件，所述清扫组件设置在升降组件上，所述升降组件与清扫组件传动连接；
所述清扫组件包括壳体、驱动单元和摆动单元，所述壳体与升降组件相连，所述驱动单元设置在壳体的内部，所述驱动单元与摆动单元传动连接；
所述驱动单元包括第二电机和驱动轮，所述第二电机竖向设置在壳体的内部，所述第二电机与驱动轮传动连接；
所述摆动单元包括连杆、套管、摆动杆和清扫刷，所述摆动杆水平设置，所述摆动杆与底座位于支撑杆的同侧，所述摆动杆的一端与壳体的内部铰接，所述套管套设在摆动杆上，所述套管在摆动杆上滑动，所述连杆的一端与套管铰接，所述连杆的另一端与驱动轮的远离圆心处铰接，所述清扫刷设置在摆动杆的下方；
当需要对磁悬浮教学设备进行清扫灰尘时，此时，第一电机启动，丝杆随之转动，通过控制第一电机的转向，可以使得升降板上下移动，当升降板移动到适合高度后，第二电机启动，驱动轮转动，驱动轮带动连杆转动，连杆带动套管在摆动杆上上下滑动，同时给摆动杆一个作用力，使得摆动杆绕着铰接处来回摆动，通过摆动杆带动清扫刷来回摆动对磁悬浮教学设备积灰处进行清扫，防止磁悬浮教学设备积灰，或者灰尘渗透到磁悬浮教学设备的内部，影响磁悬浮教学设备的工作的精密性能，从而影响教学质量。此外，通过控制第三电机，转轮通过收放连接线，使得喷嘴绕着铰接处转动，使得喷嘴能够对难以清扫的死角及球体进行吹风除尘，进一步加强了除尘效果。
所述保护机构包括移动组件和伸缩组件，所述移动组件与伸缩组件传动连接；
所述移动组件包括第四电机、圆柱齿轮和条形齿轮，所述第四电机水平设置在底座的内部，所述第四电机与圆柱齿轮传动连接，所述条形齿轮水平设置在圆柱齿轮的下方，所述圆柱齿轮与条形齿轮啮合，所述条形齿轮与伸缩组件相连；
所述伸缩组件包括滑动块、伸缩架和保护板，所述滑动块在底座的内部滑动，所述滑动块与条形齿轮相连，所述伸缩架竖向设置，所述伸缩架下侧的两端中，其中一端与底座的内部铰接，另一端与滑动块铰接，所述伸缩架上侧的两端均设置在保护板的内部且在保护板的内部滑动，所述保护板竖向设置在底座的内部。
当需要对磁悬浮教学设备进行保护时，此时第四电机启动，圆柱齿轮随之转动，圆柱齿轮带动条形齿轮向左移动，滑动块受到一个作用力，使得伸缩架的一端绕着铰接处转动，从而使得伸缩架带动保护板上升，位于底座四周的保护板同步上升，将磁悬浮的球体进行保护，并且通过平衡单元可以使得保护板稳定上升，还可以起到稳固的作用，通过保护板形成的保护空间，可以有效的防止顽皮的学生拿取、破坏磁悬浮教学设备中的球体，起到的较好的保护作用，减少了因为设备损坏造成的经济损失，使得磁悬浮教学设备更加实用可靠。
作为优选，为了使得清扫刷上下移动清扫，第一电机启动，丝杆随之转动，通过控制第一电机的转向，可以使得升降板上下移动，从而使得清扫刷上下移动。所述升降组件包括第一电机、丝杆和升降板，所述第一电机竖向设置在支撑杆的内部，所述丝杆竖向设置，所述升降板的中部设有通孔，所述通孔的内部设有与丝杆匹配的内螺纹，所述丝杆经通孔穿过升降板，所述第一电机通过丝杆与升降板传动连接，所述升降板与壳体相连。
作为优选，为了使喷嘴能够对难以清扫的死角及球体进行吹风除尘，通过控制第三电机，转轮通过收放连接线，使得喷嘴绕着铰接处转动。所述壳体的内部还设有鼓风组件，所述鼓风组件包括喷嘴和两个调节单元，所述喷嘴水平设置在摆动杆的上方，所述喷嘴与壳体的一侧铰接，两个调节单元分别设置在喷嘴的上下两侧且关于喷嘴对称，所述调节单元包括第三电机、转轮和连接线，所述第三电机水平设置在壳体的内部，所述第三电机与转轮传动连接，所述转轮通过连接线与喷嘴相连。
作为优选，为了检测条形齿轮的移动距离，条形齿轮移动会使得弹簧伸缩，通过压力传感器检测使得弹簧伸缩的作用力的大小，从而确定移动距离。所述底座的内部还设有检测单元，所述检测单元包括弹簧和压力传感器，所述弹簧水平设置，所述压力传感设置在底座的内部，所述条形齿轮通过弹簧与压力传感器相连。
作为优选，为了使升降板沿着导向杆的方向稳定的升降，所述升降板的两侧设有两根导向杆，两根导向杆分别竖向设置在升降板的两侧且关于升降板对称，所述升降板与导向杆抵靠，所述升降板与导向杆滑动连接。
作为优选，为了使得保护板稳定上升，并且起到稳固的作用所述底座的还设有平衡单元，所述保护板与平衡单元相连，所述平衡单元包括固定杆和套环，所述固定杆竖向设置在底座的内部，所述套环套设在固定杆上，所述套环在固定杆上滑动，所述套环与保护板相连。
作为优选，为了方便学生观察，所述保护板为玻璃板。
作为优选，为了使第一电机精确稳定的工作，所述第一电机为伺服电机。
作为优选，为了对设备提供电能，所述底座的内部设有蓄电池。
作为优选，为了能够遥控设备，所述底座的内部设有天线，所述天线与中控机构电连接。
本发明的有益效果是，该用于电磁学教学的实验设备中，通过除尘机构，可以对磁悬浮教学设备积灰处进行清扫，防止磁悬浮教学设备积灰，或者灰尘渗透到磁悬浮教学设备的内部，影响磁悬浮教学设备的工作的精密性能，从而影响教学质量，通过保护机构，保护板形成的保护空间，可以有效的防止顽皮的学生拿取、破坏磁悬浮教学设备中的球体，起到的较好的保护作用，减少了因为设备损坏造成的经济损失，通过这些，大大提高了磁悬浮教学设备的实用性和可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于电磁学教学的实验设备的结构示意图；
图2是本发明的用于电磁学教学的实验设备的升降组件的结构示意图；
图3是本发明的用于电磁学教学的实验设备的清扫组件的结构示意图；
图4是本发明的用于电磁学教学的实验设备的保护机构的结构示意图；
图5是本发明的用于电磁学教学的实验设备的平衡单元的结构示意图；
图中：1.底座，2.支撑杆，3.固定板，4.球体，5.第一电机，6.丝杆，7.升降板，8.导向杆，9.壳体，10.第二电机，11.驱动轮，12.连杆，13.套管，14.摆动杆，15.清扫刷，16.第三电机，17.转轮，18.连接线，19.喷嘴，20.保护板，21.第四电机，22.圆柱齿轮，23.条形齿轮，24.滑动块，25.伸缩架，26.弹簧，27.压力传感器，28.套环，29.固定杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图5所示，一种用于电磁学教学的实验设备，包括底座1、支撑杆2、固定板3、球体4、除尘机构、保护机构和中控机构，所述支撑杆2竖向设置在底座1的一侧，所述固定板3设置在支撑杆2的上方的一侧，所述底座1和固定板3位于支撑杆2的同侧，所述球体4设置在固定板3与底座1之间，所述除尘机构设置在支撑杆2的一侧，所述保护机构设置在底座1的内部，所述中控机构设置在底座1上，所述除尘机构和保护机构均与中控机构电连接；
所述除尘机构包括升降组件和清扫组件，所述清扫组件设置在升降组件上，所述升降组件与清扫组件传动连接；
所述清扫组件包括壳体9、驱动单元和摆动单元，所述壳体9与升降组件相连，所述驱动单元设置在壳体9的内部，所述驱动单元与摆动单元传动连接；
所述驱动单元包括第二电机10和驱动轮11，所述第二电机10竖向设置在壳体9的内部，所述第二电机10与驱动轮11传动连接；
所述摆动单元包括连杆12、套管13、摆动杆14和清扫刷15，所述摆动杆14水平设置，所述摆动杆14与底座1位于支撑杆2的同侧，所述摆动杆14的一端与壳体9的内部铰接，所述套管13套设在摆动杆14上，所述套管13在摆动杆14上滑动，所述连杆12的一端与套管13铰接，所述连杆12的另一端与驱动轮11的远离圆心处铰接，所述清扫刷15设置在摆动杆14的下方；
当需要对磁悬浮教学设备进行清扫灰尘时，此时，第一电机5启动，丝杆6随之转动，通过控制第一电机5的转向，可以使得升降板7上下移动，当升降板7移动到适合高度后，第二电机11启动，驱动轮11转动，驱动轮11带动连杆12转动，连杆12带动套管13在摆动杆14上上下滑动，同时给摆动杆14一个作用力，使得摆动杆14绕着铰接处来回摆动，通过摆动杆14带动清扫刷15来回摆动对磁悬浮教学设备积灰处进行清扫，防止磁悬浮教学设备积灰，或者灰尘渗透到磁悬浮教学设备的内部，影响磁悬浮教学设备的工作的精密性能，从而影响教学质量。此外，通过控制第三电机16，转轮17通过收放连接线18，使得喷嘴19绕着铰接处转动，使得喷嘴19能够对难以清扫的死角及球体进行吹风除尘，进一步加强了除尘效果。
所述保护机构包括移动组件和伸缩组件，所述移动组件与伸缩组件传动连接；
所述移动组件包括第四电机21、圆柱齿轮22和条形齿轮23，所述第四电机21水平设置在底座1的内部，所述第四电机21与圆柱齿轮22传动连接，所述条形齿轮23水平设置在圆柱齿轮22的下方，所述圆柱齿轮22与条形齿轮23啮合，所述条形齿轮23与伸缩组件相连；
所述伸缩组件包括滑动块24、伸缩架25和保护板20，所述滑动块24在底座1的内部滑动，所述滑动块24与条形齿轮23相连，所述伸缩架25竖向设置，所述伸缩架25下侧的两端中，其中一端与底座1的内部铰接，另一端与滑动块24铰接，所述伸缩架25上侧的两端均设置在保护板20的内部且在保护板20的内部滑动，所述保护板20竖向设置在底座1的内部。
当需要对磁悬浮教学设备进行保护时，此时第四电机21启动，圆柱齿轮22随之转动，圆柱齿轮22带动条形齿轮23向左移动，滑动块24受到一个作用力，使得伸缩架25的一端绕着铰接处转动，从而使得伸缩架25带动保护板20上升，位于底座1四周的保护板20同步上升，将磁悬浮的球体4进行保护，并且通过平衡单元可以使得保护板20稳定上升，还可以起到稳固的作用，通过保护板20形成的保护空间，可以有效的防止顽皮的学生拿取、破坏磁悬浮教学设备中的球体，起到的较好的保护作用，减少了因为设备损坏造成的经济损失，使得磁悬浮教学设备更加实用可靠。
作为优选，为了使得清扫刷15上下移动清扫，第一电机5启动，丝杆6随之转动，通过控制第一电机5的转向，可以使得升降板7上下移动，从而使得清扫刷15上下移动。所述升降组件包括第一电机5、丝杆6和升降板7，所述第一电机5竖向设置在支撑杆2的内部，所述丝杆6竖向设置，所述升降板7的中部设有通孔，所述通孔的内部设有与丝杆6匹配的内螺纹，所述丝杆6经通孔穿过升降板7，所述第一电机5通过丝杆6与升降板7传动连接，所述升降板7与壳体9相连。
作为优选，为了使喷嘴19能够对难以清扫的死角及球体进行吹风除尘，通过控制第三电机16，转轮17通过收放连接线18，使得喷嘴19绕着铰接处转动。所述壳体9的内部还设有鼓风组件，所述鼓风组件包括喷嘴19和两个调节单元，所述喷嘴19水平设置在摆动杆14的上方，所述喷嘴19与壳体9的一侧铰接，两个调节单元分别设置在喷嘴19的上下两侧且关于喷嘴19对称，所述调节单元包括第三电机16、转轮17和连接线18，所述第三电机16水平设置在壳体9的内部，所述第三电机16与转轮17传动连接，所述转轮17通过连接线18与喷嘴19相连。
作为优选，为了检测条形齿轮23的移动距离，条形齿轮23移动会使得弹簧26伸缩，通过压力传感器27检测使得弹簧26伸缩的作用力的大小，从而确定移动距离。所述底座1的内部还设有检测单元，所述检测单元包括弹簧26和压力传感器27，所述弹簧26水平设置，所述压力传感设置在底座1的内部，所述条形齿轮23通过弹簧26与压力传感器27相连。
作为优选，为了使升降板7沿着导向杆8的方向稳定的升降，所述升降板7的两侧设有两根导向杆8，两根导向杆8分别竖向设置在升降板7的两侧且关于升降板7对称，所述升降板7与导向杆8抵靠，所述升降板7与导向杆8滑动连接。
作为优选，为了使得保护板20稳定上升，并且起到稳固的作用所述底座1的还设有平衡单元，所述保护板20与平衡单元相连，所述平衡单元包括固定杆29和套环28，所述固定杆29竖向设置在底座1的内部，所述套环28套设在固定杆29上，所述套环28在固定杆29上滑动，所述套环28与保护板20相连。
作为优选，为了方便学生观察，所述保护板20为玻璃板。
作为优选，为了使第一电机5精确稳定的工作，所述第一电机5为伺服电机。
作为优选，为了对设备提供电能，所述底座1的内部设有蓄电池。
作为优选，为了能够遥控设备，所述底座1的内部设有天线，所述天线与中控机构电连接。
与现有技术相比，该用于电磁学教学的实验设备中，通过除尘机构，可以对磁悬浮教学设备积灰处进行清扫，防止磁悬浮教学设备积灰，或者灰尘渗透到磁悬浮教学设备的内部，影响磁悬浮教学设备的工作的精密性能，从而影响教学质量，通过保护机构，保护板20形成的保护空间，可以有效的防止顽皮的学生拿取、破坏磁悬浮教学设备中的球体4，起到的较好的保护作用，减少了因为设备损坏造成的经济损失，通过这些，大大提高了磁悬浮教学设备的实用性和可靠性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种用于电磁学教学的实验设备，其特征在于，包括底座(1)、支撑杆(2)、固定板(3)、球体(4)、除尘机构、保护机构和中控机构，所述支撑杆(2)竖向设置在底座(1)的一侧，所述固定板(3)设置在支撑杆(2)的上方的一侧，所述底座(1)和固定板(3)位于支撑杆(2)的同侧，所述球体(4)设置在固定板(3)与底座(1)之间，所述除尘机构设置在支撑杆(2)的一侧，所述保护机构设置在底座(1)的内部，所述中控机构设置在底座(1)上，所述除尘机构和保护机构均与中控机构电连接；
所述除尘机构包括升降组件和清扫组件，所述清扫组件设置在升降组件上，所述升降组件与清扫组件传动连接；
所述清扫组件包括壳体(9)、驱动单元和摆动单元，所述壳体(9)与升降组件相连，所述驱动单元设置在壳体(9)的内部，所述驱动单元与摆动单元传动连接；
所述驱动单元包括第二电机(10)和驱动轮(11)，所述第二电机(10)竖向设置在壳体(9)的内部，所述第二电机(10)与驱动轮(11)传动连接；
所述摆动单元包括连杆(12)、套管(13)、摆动杆(14)和清扫刷(15)，所述摆动杆(14)水平设置，所述摆动杆(14)与底座(1)位于支撑杆(2)的同侧，所述摆动杆(14)的一端与壳体(9)的内部铰接，所述套管(13)套设在摆动杆(14)上，所述套管(13)在摆动杆(14)上滑动，所述连杆(12)的一端与套管(13)铰接，所述连杆(12)的另一端与驱动轮(11)的远离圆心处铰接，所述清扫刷(15)设置在摆动杆(14)的下方；
所述保护机构包括移动组件和伸缩组件，所述移动组件与伸缩组件传动连接；
所述移动组件包括第四电机(21)、圆柱齿轮(22)和条形齿轮(23)，所述第四电机(21)水平设置在底座(1)的内部，所述第四电机(21)与圆柱齿轮(22)传动连接，所述条形齿轮(23)水平设置在圆柱齿轮(22)的下方，所述圆柱齿轮(22)与条形齿轮(23)啮合，所述条形齿轮(23)与伸缩组件相连；
所述伸缩组件包括滑动块(24)、伸缩架(25)和保护板(20)，所述滑动块(24)在底座(1)的内部滑动，所述滑动块(24)与条形齿轮(23)相连，所述伸缩架(25)竖向设置，所述伸缩架(25)下侧的两端中，其中一端与底座(1)的内部铰接，另一端与滑动块(24)铰接，所述伸缩架(25)上侧的两端均设置在保护板(20)的内部且在保护板(20)的内部滑动，所述保护板(20)竖向设置在底座(1)的内部。
2.如权利要求1所述的用于电磁学教学的实验设备，其特征在于，所述升降组件包括第一电机(5)、丝杆(6)和升降板(7)，所述第一电机(5)竖向设置在支撑杆(2)的内部，所述丝杆(6)竖向设置，所述升降板(7)的中部设有通孔，所述通孔的内部设有与丝杆(6)匹配的内螺纹，所述丝杆(6)经通孔穿过升降板(7)，所述第一电机(5)通过丝杆(6)与升降板(7)传动连接，所述升降板(7)与壳体(9)相连。
3.如权利要求1所述的用于电磁学教学的实验设备，其特征在于，所述壳体(9)的内部还设有鼓风组件，所述鼓风组件包括喷嘴(19)和两个调节单元，所述喷嘴(19)水平设置在摆动杆(14)的上方，所述喷嘴(19)与壳体(9)的一侧铰接，两个调节单元分别设置在喷嘴(19)的上下两侧且关于喷嘴(19)对称，所述调节单元包括第三电机(16)、转轮(17)和连接线(18)，所述第三电机(16)水平设置在壳体(9)的内部，所述第三电机(16)与转轮(17)传动连接，所述转轮(17)通过连接线(18)与喷嘴(19)相连。
4.如权利要求1所述的用于电磁学教学的实验设备，其特征在于，所述底座(1)的内部还设有检测单元，所述检测单元包括弹簧(26)和压力传感器(27)，所述弹簧(26)水平设置，所述压力传感设置在底座(1)的内部，所述条形齿轮(23)通过弹簧(26)与压力传感器(27)相连。
5.如权利要求2所述的用于电磁学教学的实验设备，其特征在于，所述升降板(7)的两侧设有两根导向杆(8)，两根导向杆(8)分别竖向设置在升降板(7)的两侧且关于升降板(7)对称，所述升降板(7)与导向杆(8)抵靠，所述升降板(7)与导向杆(8)滑动连接。
6.如权利要求1所述的用于电磁学教学的实验设备，其特征在于，所述底座(1)的还设有平衡单元，所述保护板(20)与平衡单元相连，所述平衡单元包括固定杆(29)和套环(28)，所述固定杆(29)竖向设置在底座(1)的内部，所述套环(28)套设在固定杆(29)上，所述套环(28)在固定杆(29)上滑动，所述套环(28)与保护板(20)相连。
7.如权利要求1所述的用于电磁学教学的实验设备，其特征在于，所述保护板(20)为玻璃板。
8.如权利要求1所述的用于电磁学教学的实验设备，其特征在于，所述第一电机(5)为伺服电机。
9.如权利要求1所述的用于电磁学教学的实验设备，其特征在于，所述底座(1)的内部设有蓄电池。
10.如权利要求1所述的用于电磁学教学的实验设备，其特征在于，所述底座(1)的内部设有天线，所述天线与中控机构电连接。
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