CN108037314B - 一种可调节角度的加速度检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物理检测装置技术领域，且公开了一种可调节角度的加速度检测装置，包括工作台和滑板，所述工作台下表面的四角均固定连接有支撑腿，所述工作台上表面的左侧通过第一支撑杆固定连接有第一水平板，所述第一水平板的右侧面通过第一转轴铰接在滑板的左侧面，所述滑板的右侧面通过第二转轴与第二水平板的右侧面铰接。该可调节角度的加速度检测装置，通过设置正反转电机、螺纹杆、导向槽和第二支撑杆，利用正反转电机转动带动第二支撑杆沿螺纹杆方向位移，从而改变第二支撑杆对滑板的支撑位置，使得滑板的倾斜角度变化，达到了调节倾斜角度的效果，相对于人工扶持，降低了工作量，使用简单，操作方便，且可以进行90度调节，调节范围广。

Description

一种可调节角度的加速度检测装置

技术领域

本发明涉及物理检测装置技术领域，具体为一种可调节角度的加速度检测装置。

背景技术

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，它是当今最精密的一门自然科学学科，加速度是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值Δv/Δt，是描述物体速度变化快慢的物理量，通常用a表示，单位是m/s²。加速度是矢量，它的方向是物体速度变化(量)的方向，与合外力的方向相同。

高中物理教学中，常常需要对不同角度下物理运动的加速度进行检测，而倾斜角度的不同，其重力作用下物体的加速度也会受到影响，因此，为了更好的检测倾斜角度对加速度的影响，在实际测量中常常需要对运动物体的倾斜角度进行调节，而现有物理教学中对物体运动角度的调节大多是通过人工控制，其调节倾斜角度的过程过于麻烦，影响使用效果。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可调节角度的加速度检测装置，具备调节角度简单方便等优点，解决了现有物理教学中对物体运动角度的调节过于繁琐的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可调节角度的加速度检测装置，包括工作台和滑板，所述工作台下表面的四角均固定连接有支撑腿，所述工作台上表面的左侧通过第一支撑杆固定连接有第一水平板，所述第一水平板的右侧面通过第一转轴铰接在滑板的左侧面，所述滑板的右侧面通过第二转轴与第二水平板的右侧面铰接，所述第一水平板、滑板和第二水平板上表面中部的水平方向均开设有相互连通的第一滑槽，位于所述滑板上表面的第一滑槽右端的前侧和后侧分别安装有相匹配的第一红外发生器和第一红外接收器，位于所述第一水平板上表面的第一滑槽右端的前侧和后侧分别安装有相匹配的第二红外发生器和第二红外接收器，所述工作台的内部开设有工作槽，所述工作槽内部右侧的中部安装有正反转电机，所述正反转电机的输出轴固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮的前侧和后侧均啮合有第二齿轮，两个所述第二齿轮的中部均固定插接有两端转动连接在工作槽两侧内壁的螺纹杆，所述螺纹杆的表面螺纹套接有螺纹套管，两个所述螺纹套管的上表面均固定连接有第二支撑杆，两个所述第二支撑杆的顶端分别穿过开设在工作台上表面前侧和后侧的两个底部连通工作槽的导向槽并与开设在滑板底部前侧和后侧的两个第二滑槽插接，所述第二滑槽槽底的右侧开设有连通滑板上表面的通槽，所述第二支撑杆的表面固定套接有环形挡板，所述工作台上表面前侧的中部安装有控制器，所述控制器正面的顶部安装有显示屏，所述控制器正面的底部从左到右依次安装有计时器、操控面板和扬声器。

所述第一红外发生器的输出端与第一红外接收器的输入端信号连接，所述第二红外发生器的输出端与第二红外接收器的输入端信号连接，且第一红外接收器和第二红外接收器的输出端均与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端电连接有计时器、显示屏和扬声器的输入端，所述操控面板的输出端与控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与正反转电机的输入端电连接，所述计时器的输出端与显示屏的输入端电连接，所述显示屏的输出端与扬声器的输入端电连接。

优选的，所述通槽的直径与第二支撑杆的直径相适配，且通槽的直径为环形挡板直径的0.7倍。

优选的，所述环形挡板的底部与第一支撑杆的顶部位于同一水平面。

优选的，四个所述支撑腿的底端均安装有万向轮。

优选的，所述控制器的主芯片为单片机，且单片机的型号为AT89S51。

优选的，两个所述螺纹杆表面的螺纹方向相反，且两个所述螺纹杆分别与螺纹套接在两个螺纹杆表面的螺纹套管内壁的螺纹相适配。

优选的，所述第二支撑杆的宽度与导向槽的宽度相适配，且第二支撑杆顶端的宽度与第二滑槽的宽度相适配。

优选的，所述导向槽的长度与滑板的长度相同。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种可调节角度的加速度检测装置，具备的有益效果：该可调节角度的加速度检测装置，通过设置正反转电机、螺纹杆、导向槽和第二支撑杆，利用正反转电机转动带动第二支撑杆沿螺纹杆方向位移，从而改变第二支撑杆对滑板的支撑位置，使得滑板的倾斜角度变化，达到了调节倾斜角度的效果，相对于人工扶持，降低了工作量，使用简单，操作方便，且可以进行90度调节，调节范围广。

附图说明

图1为本发明提出的一种可调节角度的加速度检测装置结构正视图；

图2为本发明提出的一种可调节角度的加速度检测装置结构俯视图；

图3为本发明提出的一种可调节角度的加速度检测装置结构侧剖图；

图4为本发明提出的一种可调节角度的加速度检测装置控制器结构正视图；

图5为本发明提出的一种可调节角度的加速度检测装置结构系统图。

图中：1工作台、2滑板、3支撑腿、4第一支撑杆、5第一水平板、6第一转轴、7第二转轴、8第二水平板、9第一滑槽、10第一红外发生器、11第一红外接收器、12第二红外发生器、13第二红外接收器、14工作槽、15正反转电机、16第一齿轮、17第二齿轮、18螺纹杆、19螺纹套管、20第二支撑杆、21导向槽、22第二滑槽、23通槽、24环形挡板、25控制器、26显示屏、27计时器、28操控面板、29扬声器、30万向轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种可调节角度的加速度检测装置，包括工作台1和滑板2，工作台1下表面的四角均固定连接有支撑腿3，四个支撑腿3的底端均安装有万向轮30，工作台1上表面的左侧通过第一支撑杆4固定连接有第一水平板5，第一水平板5的右侧面通过第一转轴6铰接在滑板2的左侧面，滑板2的右侧面通过第二转轴7与第二水平板8的右侧面铰接，第一水平板5、滑板2和第二水平板8上表面中部的水平方向均开设有相互连通的第一滑槽9，位于滑板2上表面的第一滑槽9右端的前侧和后侧分别安装有相匹配的第一红外发生器10和第一红外接收器11，位于第一水平板5上表面的第一滑槽9右端的前侧和后侧分别安装有相匹配的第二红外发生器12和第二红外接收器13，工作台1的内部开设有工作槽14，工作槽14内部右侧的中部安装有正反转电机15，正反转电机15的输出轴固定连接有第一齿轮16，第一齿轮16的前侧和后侧均啮合有第二齿轮17，两个第二齿轮17的中部均固定插接有两端转动连接在工作槽14两侧内壁的螺纹杆18，螺纹杆18的表面螺纹套接有螺纹套管19，两个螺纹杆18表面的螺纹方向相反，且两个螺纹杆18分别与螺纹套接在两个螺纹杆18表面的螺纹套管19内壁的螺纹相适配，两个螺纹套管19的上表面均固定连接有第二支撑杆20，两个第二支撑杆20的顶端分别穿过开设在工作台1上表面前侧和后侧的两个底部连通工作槽14的导向槽21并与开设在滑板2底部前侧和后侧的两个第二滑槽22插接，导向槽21的长度与滑板2的长度相同，第二支撑杆20的宽度与导向槽21的宽度相适配，且第二支撑杆20顶端的宽度与第二滑槽22的宽度相适配，由于第二支撑杆20被导向槽21的内壁挡住，从而使得螺纹套管19无法随螺纹杆18同步转动，而螺纹杆18转动的过程中与螺纹套管19内壁的螺纹发生错位，实现第二支撑杆20的位移，由于第一齿轮16带动第二齿轮17转动时，两个第二齿轮17的转向相反，从而两个螺纹杆18的转向相反，由于两个螺纹杆18表面的螺纹方向相反，且与其螺纹套接的螺纹套管19与其相适配，从而使得螺纹错位过程中，两个螺纹套管19的移动方向相同，即两个第二支撑杆20的移动方向相同，第二滑槽22槽底的右侧开设有连通滑板2上表面的通槽23，通槽23的直径与第二支撑杆20的直径相适配，且通槽23的直径为环形挡板24直径的0.7倍，第二支撑杆20的表面固定套接有环形挡板24，环形挡板24的底部与第一支撑杆4的顶部位于同一水平面，工作台1上表面前侧的中部安装有控制器25，控制器25正面的顶部安装有显示屏26，控制器25正面的底部从左到右依次安装有计时器27、操控面板28和扬声器29，通过设置正反转电机15、螺纹杆18、导向槽21和第二支撑杆20，利用正反转电机15转动带动第二支撑杆20沿螺纹杆18方向位移，从而改变第二支撑杆20对滑板2的支撑位置，使得滑板2的倾斜角度变化，达到了调节倾斜角度的效果，相对于人工扶持，降低了工作量，使用简单，操作方便，且可以进行90度调节，调节范围广。

请参阅图5，第一红外发生器10的输出端与第一红外接收器11的输入端信号连接，第二红外发生器12的输出端与第二红外接收器13的输入端信号连接，且第一红外接收器11和第二红外接收器13的输出端均与控制器25的输入端电连接，控制器25的主芯片为单片机，且单片机的型号为AT89S51，控制器25的输出端电连接有计时器27、显示屏26和扬声器29的输入端，操控面板28的输出端与控制器25的输入端电连接，控制器25的输出端与正反转电机15的输入端电连接，计时器27的输出端与显示屏26的输入端电连接，显示屏26的输出端与扬声器29的输入端电连接。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

在使用时，启动正反转电机15，正反转电机15转动带动第一齿轮16转动，从而带动第二齿17轮转动，使得螺纹杆18转动，由于第二支撑杆20被导向槽21的内壁挡住，从而使得螺纹套管19无法随螺纹杆18同步转动，而螺纹杆18转动的过程中与螺纹套管19内壁的螺纹发生错位，实现第二支撑杆20的位移，由于第一齿轮16带动第二齿轮17转动时，两个第二齿轮17的转向相反，从而两个螺纹杆18的转向相反，由于两个螺纹杆18表面的螺纹方向相反，且与其螺纹套接的螺纹套管19与其相适配，从而使得螺纹错位过程中，两个螺纹套管19的移动方向相同，即两个第二支撑杆20的移动方向相同，由于第二支撑杆20位置的不断变化，其对滑板2底部第二滑槽22的支撑位置发生变化，从而使得滑板2的倾斜角度不断变化，调整倾斜角度，将运动物体放置在位于第二水平板8上的第一滑槽9内，且运动物体位于靠近滑板2的一侧，移动其至滑板2上的第一滑槽9的右端，物体沿滑板2上的第一滑槽9自由滑落，经过第一红外发生器10和第一红外接收器11，红外信号被阻断，第一红外接收器11将信息传递至控制器25，控制器25控制计时器27开始计时，当物体滑出滑板2上的第一滑槽9并由于惯性滑动至第一水平板5上的第一滑槽9时，物体将第二红外发生器12和第二红外接收器13间的红外信号被阻断，第二红外接收器13将信息传递至控制器25，控制器25控制计时器27停止计时，并将信息传递至显示屏26和扬声器29，将时间信息展示和播报出来，同时测量滑板2的长度，利用加速度计算公式：s表示位移，a表示加速度，t表示时间，计算加速度，并记录，然后重复上述操作，启动正反转电机15，调节滑板2的倾斜角度，检测不同角度下的加速度变化，同时由于设置了通槽23，在第二支撑杆20移动至通槽23位置时，第二支撑杆20的顶端穿出通槽23，并利用环形挡板24挡住，由于环形挡板24的上表面与第一支撑杆4的顶端位于同一水平面，使得滑板2与第一水平板5位于同一水平面，同时由于对导向槽21的长度的限定，当第二支撑杆20移动至导向槽21左端位置时，刚好将滑板2支撑垂直，使得滑板2倾斜角度可以0-90°调节，角度调节范围广，调节方便，节省时间，无需人工扶持，降低工作量。

综上所述，该可调节角度的加速度检测装置，通过设置正反转电机15、螺纹杆18、导向槽21和第二支撑杆20，利用正反转电机15转动带动第二支撑杆20沿螺纹杆18方向位移，从而改变第二支撑杆20对滑板2的支撑位置，使得滑板2的倾斜角度变化，达到了调节倾斜角度的效果，相对于人工扶持，降低了工作量，使用简单，操作方便，且可以进行90度调节，调节范围广，解决了现有物理教学中对物体运动角度的调节过于繁琐的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种可调节角度的加速度检测装置，包括工作台（1）和滑板（2），其特征在于：所述工作台（1）下表面的四角均固定连接有支撑腿（3），所述工作台（1）上表面的左侧通过第一支撑杆（4）固定连接有第一水平板（5），所述第一水平板（5）的右侧面通过第一转轴（6）铰接在滑板（2）的左侧面，所述滑板（2）的右侧面通过第二转轴（7）与第二水平板（8）的右侧面铰接，所述第一水平板（5）、滑板（2）和第二水平板（8）上表面中部的水平方向均开设有相互连通的第一滑槽（9），位于所述滑板（2）上表面的第一滑槽（9）右端的前侧和后侧分别安装有相匹配的第一红外发生器（10）和第一红外接收器（11），位于所述第一水平板（5）上表面的第一滑槽（9）右端的前侧和后侧分别安装有相匹配的第二红外发生器（12）和第二红外接收器（13），所述工作台（1）的内部开设有工作槽（14），所述工作槽（14）内部右侧的中部安装有正反转电机（15），所述正反转电机（15）的输出轴固定连接有第一齿轮（16），所述第一齿轮（16）的前侧和后侧均啮合有第二齿轮（17），两个所述第二齿轮（17）的中部均固定插接有两端转动连接在工作槽（14）两侧内壁的螺纹杆（18），所述螺纹杆（18）的表面螺纹套接有螺纹套管（19），两个所述螺纹套管（19）的上表面均固定连接有第二支撑杆（20），两个所述第二支撑杆（20）的顶端分别穿过开设在工作台（1）上表面前侧和后侧的两个底部连通工作槽（14）的导向槽（21）并与开设在滑板（2）底部前侧和后侧的两个第二滑槽（22）插接，所述第二滑槽（22）槽底的右侧开设有连通滑板（2）上表面的通槽（23），所述第二支撑杆（20）的表面固定套接有环形挡板（24），所述工作台（1）上表面前侧的中部安装有控制器（25），所述控制器（25）正面的顶部安装有显示屏（26），所述控制器（25）正面的底部从左到右依次安装有计时器（27）、操控面板（28）和扬声器（29）；

所述第一红外发生器（10）的输出端与第一红外接收器（11）的输入端信号连接，所述第二红外发生器（12）的输出端与第二红外接收器（13）的输入端信号连接，且第一红外接收器（11）和第二红外接收器（13）的输出端均与控制器（25）的输入端电连接，所述控制器（25）的输出端电连接有计时器（27）、显示屏（26）和扬声器（29）的输入端，所述操控面板（28）的输出端与控制器（25）的输入端电连接，所述控制器（25）的输出端与正反转电机（15）的输入端电连接，所述计时器（27）的输出端与显示屏（26）的输入端电连接，所述显示屏（26）的输出端与扬声器（29）的输入端电连接；所述通槽（23）的直径与第二支撑杆（20）的直径相适配，且通槽（23）的直径为环形挡板（24）直径的0.7倍；所述环形挡板（24）的底部与第一支撑杆（4）的顶部位于同一水平面。

2.根据权利要求1所述的一种可调节角度的加速度检测装置，其特征在于：四个所述支撑腿（3）的底端均安装有万向轮（30）。

3.根据权利要求1所述的一种可调节角度的加速度检测装置，其特征在于：所述控制器（25）的主芯片为单片机，且单片机的型号为AT89S51。

4.根据权利要求1所述的一种可调节角度的加速度检测装置，其特征在于：两个所述螺纹杆（18）表面的螺纹方向相反，且两个所述螺纹杆（18）分别与螺纹套接在两个螺纹杆（18）表面的螺纹套管（19）内壁的螺纹相适配。

5.根据权利要求1所述的一种可调节角度的加速度检测装置，其特征在于：所述第二支撑杆（20）的宽度与导向槽（21）的宽度相适配，且第二支撑杆（20）顶端的宽度与第二滑槽（22）的宽度相适配。

6.根据权利要求1所述的一种可调节角度的加速度检测装置，其特征在于：所述导向槽（21）的长度与滑板（2）的长度相同。