CN108225656A - 一种浮力大小测量装置 - Google Patents

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杨曙铭
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L11/00Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00

Abstract

本发明公开了一种浮力大小测量装置,包括支撑板,所述支撑板的顶部固定连接有第一支撑架,并且支撑板顶部的一侧固定连接有第二支撑架,所述支撑板底部的两侧均通过缓冲装置固定连接有底箱,所述第一支撑架的表面固定连接有电机,并且电机的输出轴固定连接有圆盘,所述圆盘的偏心处通过活动件转动连接有摆动杆,并且摆动杆的底端通过活动件转动连接有转座,本发明涉及浮力测量技术领域。该浮力大小测量装置,具备了应对漂浮和下沉两种情况的测量浮力功能,摆脱了漂浮条件的限制,可以精准测出液体浮力大小,提高了浮力的测量范围,具备了缓冲保护功能,运行稳定且使用方便,提高了测量效率和精度,适用范围广泛。

Description

一种浮力大小测量装置
技术领域
本发明涉及浮力测量技术领域,具体为一种浮力大小测量装置。
背景技术
浮力是指物体在流体包括液体和气体中,各表面受液体和气体压力的差。阿基米德发现了浮力原理,浮力的定义式为物体浮力等于物体下沉时排开液体的重力,计算可用它推导出公式F浮=ρ液gV排(ρ液:液体密度,单位千克/立方米;g:重力与质量的比值g=9.8N/kg在粗略计算时,g可以取10N/kg,单位牛顿;V排:排开液体的体积,单位立方米),液体的浮力也适用于气体,浸在液体中的物体,当它所受的浮力大于重力时,物体上浮;当它所受的浮力小于所受的重力时,物体下沉;当它所受的浮力与所受的重力相等时,物体悬浮在液体中,或漂浮在液体表面上。
目前,浮力的测量装置较为简单,由于结构设计简单,可以计算浮力的情况受到很多条件限制,浮力的测量范围较小,并且由于测量装置测量时不能保持稳定,导致浮力的测量精度也不高。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种浮力大小测量装置,解决了浮力的测量装置结构设计简单,可以计算浮力的情况受到很多条件限制,浮力的测量范围较小,并且由于测量装置测量时不能保持稳定,导致浮力的测量精度也不高的问题。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种浮力大小测量装置,包括支撑板,所述支撑板的顶部固定连接有第一支撑架,并且支撑板顶部的一侧固定连接有第二支撑架,所述支撑板底部的两侧均通过缓冲装置固定连接有底箱,所述第一支撑架的表面固定连接有电机,并且电机的输出轴固定连接有圆盘,所述圆盘的偏心处通过活动件转动连接有摆动杆,并且摆动杆的底端通过活动件转动连接有转座,所述转座的表面通过活动件转动连接有第一连杆,并且第一连杆的一端通过活动件转动连接有第二连杆,所述第二连杆的表面通过活动件与第二支撑架的顶部转动连接,所述第二连杆的顶端通过活动件转动连接有固定盒,并且固定盒内壁的顶部固定连接有压力传感器,所述固定盒的底部贯穿有T形杆,并且T形杆的底端固定连接有空心圆柱盒,所述固定盒的底部和空心圆柱盒的顶部均固定连接有第一电磁铁,所述空心圆柱盒内壁的顶部固定连接有拉力传感器,并且拉力传感器的底部通过连接绳固定连接有滑动铁块,所述滑动铁块的底部固定连接有轻杆,所述轻杆的底端固定连接有空心浮力球。
优选的,所述空心圆柱盒内壁的两侧且位于滑动铁块的顶部均固定连接有第二电磁铁。
优选的,所述第一支撑架的一侧固定连接有中央处理器,并且第一支撑架一侧的顶部固定安装有PLC控制器,所述中央处理器上固定安装有按键,并且中央处理器上固定安装有显示器。
优选的,所述缓冲装置包括压杆,所述压杆的顶端与支撑板的底部固定连接,并且压杆底端的两侧均通过活动件转动连接有缓冲杆,两个所述缓冲杆之间固定连接有弹簧,并且两个缓冲杆的底端均通过活动件转动连接有滑块,所述滑块的底部滑动连接有滑轨,并且滑轨的底部与底箱固定连接。
优选的,所述压力传感器、拉力传感器和按键的输出端均与中央处理器的输入端连接,并且中央处理器的输出端与显示器的输入端连接,所述中央处理器与PLC控制器之间呈双向连接,所述PLC控制器的输出端分别与电机、第一电磁铁和第二电磁铁的输入端连接。
优选的,所述压杆的顶端贯穿底箱且延伸至底箱的顶部。
优选的,所述轻杆的底端贯穿空心圆柱盒且延伸至空心圆柱盒的底部。
优选的,所述底箱的底部固定连接有底座,并且底座上开设有安装孔。
有益效果
本发明提供了一种浮力大小测量装置。具备以下有益效果:
(1)、该浮力大小测量装置,通过固定盒内壁的顶部固定连接有压力传感器,固定盒的底部贯穿有T形杆,并且T形杆的底端固定连接有空心圆柱盒,固定盒的底部和空心圆柱盒的顶部均固定连接有第一电磁铁,空心圆柱盒内壁的顶部固定连接有拉力传感器,并且拉力传感器的底部通过连接绳固定连接有滑动铁块,滑动铁块的底部固定连接有轻杆,轻杆的底端固定连接有空心浮力球,具备了应对漂浮和下沉两种情况的测量浮力功能,摆脱了漂浮条件的限制,可以精准测出液体浮力大小,提高了浮力的测量范围,适用范围广泛。
(2)、该浮力大小测量装置,通过支撑板的顶部固定连接有第一支撑架,并且支撑板顶部的一侧固定连接有第二支撑架,第一支撑架的表面固定连接有电机,并且电机的输出轴固定连接有圆盘,圆盘的偏心处通过活动件转动连接有摆动杆,并且摆动杆的底端通过活动件转动连接有转座,转座的表面通过活动件转动连接有第一连杆,并且第一连杆的一端通过活动件转动连接有第二连杆,第二连杆的表面通过活动件与第二支撑架的顶部转动连接,第二连杆的顶端通过活动件转动连接有固定盒,具备了快速测浮力传动结构,运行稳定且使用方便,提高了测量效率和精度。
(3)、该浮力大小测量装置,通过支撑板底部的两侧均通过缓冲装置固定连接有底箱,缓冲装置包括压杆,压杆的顶端与支撑板的底部固定连接,并且压杆底端的两侧均通过活动件转动连接有缓冲杆,两个缓冲杆之间固定连接有弹簧,并且两个缓冲杆的底端均通过活动件转动连接有滑块,滑块的底部滑动连接有滑轨,并且滑轨的底部与底箱固定连接,具备了缓冲保护功能,提高了测量仪器的使用寿命和测量精度。
(4)、该浮力大小测量装置,通过底箱的底部固定连接有底座,并且底座上开设有安装孔,达到了便于安装固定,使用更加方便的效果。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为本发明固定盒和空心圆柱盒内部结构的示意图;
图3为本发明缓冲装置结构的示意图;
图4为本发明系统原理框图。
图中:1支撑板、2第一支撑架、3第二支撑架、4缓冲装置、41压杆、42缓冲杆、43弹簧、44滑块、45滑轨、5底箱、6电机、7圆盘、8摆动杆、9转座、10第一连杆、11第二连杆、12固定盒、13压力传感器、14 T形杆、15空心圆柱盒、16第一电磁铁、17拉力传感器、18连接绳、19滑动铁块、20轻杆、21空心浮力球、22第二电磁铁、23中央处理器、24按键、25显示器、26 PLC控制器、27底座、28安装孔。
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,本发明提供一种技术方案:一种浮力大小测量装置,包括支撑板1,支撑板1的顶部固定连接有第一支撑架2,并且支撑板1顶部的一侧固定连接有第二支撑架3,支撑板1底部的两侧均通过缓冲装置4固定连接有底箱5,缓冲装置4包括压杆41,压杆41的顶端贯穿底箱5且延伸至底箱5的顶部,压杆41的顶端与支撑板1的底部固定连接,并且压杆41底端的两侧均通过活动件转动连接有缓冲杆42,两个缓冲杆42之间固定连接有弹簧43,并且两个缓冲杆42的底端均通过活动件转动连接有滑块44,滑块44的底部滑动连接有滑轨45,并且滑轨45的底部与底箱5固定连接,具备了缓冲保护功能,提高了测量仪器的使用寿命和测量精度,第一支撑架2的表面固定连接有电机6,并且电机6的输出轴固定连接有圆盘7,圆盘7的偏心处通过活动件转动连接有摆动杆8,并且摆动杆8的底端通过活动件转动连接有转座9,转座9的表面通过活动件转动连接有第一连杆10,并且第一连杆10的一端通过活动件转动连接有第二连杆11,第二连杆11的表面通过活动件与第二支撑架3的顶部转动连接,具备了快速测浮力传动结构,运行稳定且使用方便,提高了测量效率和精度,第二连杆11的顶端通过活动件转动连接有固定盒12,并且固定盒12内壁的顶部固定连接有压力传感器13,固定盒12的底部贯穿有T形杆14,并且T形杆14的底端固定连接有空心圆柱盒15,固定盒12的底部和空心圆柱盒15的顶部均固定连接有第一电磁铁16,两个第一电磁铁16的连接电路为常开状态,并且两个第一电磁铁16的磁极相同,具有互斥性,空心圆柱盒15内壁的顶部固定连接有拉力传感器17,并且拉力传感器17的底部通过连接绳18固定连接有滑动铁块19,滑动铁块19的底部固定连接有轻杆20,轻杆20的底端贯穿空心圆柱盒15且延伸至空心圆柱盒15的底部,轻杆20的底端固定连接有空心浮力球21,空心圆柱盒15内壁的两侧且位于滑动铁块19的顶部均固定连接有第二电磁铁22,第二电磁铁22的连接电路为常开状态,可以将滑动铁块19吸附,具备了应对漂浮和下沉两种情况的测量浮力功能,摆脱了漂浮条件的限制,可以精准测出液体浮力大小,提高了浮力的测量范围,适用范围广泛,第一支撑架2的一侧固定连接有中央处理器23,并且第一支撑架2一侧的顶部固定安装有PLC控制器26,中央处理器23上固定安装有按键24,并且中央处理器23上固定安装有显示器25,底箱5的底部固定连接有底座27,并且底座27上开设有安装孔28,压力传感器13、拉力传感器17和按键24的输出端均与中央处理器23的输入端连接,并且中央处理器23的输出端与显示器25的输入端连接,中央处理器23与PLC控制器26之间呈双向连接,PLC控制器26的输出端分别与电机6、第一电磁铁16和第二电磁铁22的输入端连接。
工作时,启动电机6带动圆盘7转动,圆盘7带动摆动杆8摆动,摆动杆8带动转座9和第一连杆10转动,第一连杆10带动第二连杆11绕第二支撑架3转动,第二连杆11带动空心浮力球21插入液体中,通过PLC控制器关闭第一电磁铁16的电流,当浮力较大时,空心浮力球21会在液体中向上漂浮,T形杆14会向上挤压压力传感器13,所测浮力大小等于压力传感器13感应力大小与测量装置自重之和,当浮力较小时,空心浮力球21会在液体中下沉,压力传感器13测量不到压力,中央处理器23会控制PLC控制器26断开第二电磁铁22的电路,并连接第一电磁铁16的电路,此时空心浮力球21会带动轻杆20向下移动,连接绳18拉动拉力传感器17,此时的浮力大小等于测量装置自重减去拉力传感器17感应力大小,当浮力与测量装置重力相同时,压力传感器13和拉力传感器17无法测量到浮力,浮力大小即等于测量装置自重,并且在测量过程中,由于压杆41的顶端与支撑板1的底部固定连接,并且压杆41底端的两侧均通过活动件转动连接有缓冲杆42,两个缓冲杆42之间固定连接有弹簧43,并且两个缓冲杆42的底端均通过活动件转动连接有滑块44,滑块44的底部滑动连接有滑轨45,并且滑轨45的底部与底箱5固定连接,具备了缓冲保护功能,提高了测量仪器的使用寿命和测量精度。
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 (8)

1.一种浮力大小测量装置,包括支撑板(1),其特征在于:所述支撑板(1)的顶部固定连接有第一支撑架(2),并且支撑板(1)顶部的一侧固定连接有第二支撑架(3),所述支撑板(1)底部的两侧均通过缓冲装置(4)固定连接有底箱(5),所述第一支撑架(2)的表面固定连接有电机(6),并且电机(6)的输出轴固定连接有圆盘(7),所述圆盘(7)的偏心处通过活动件转动连接有摆动杆(8),并且摆动杆(8)的底端通过活动件转动连接有转座(9),所述转座(9)的表面通过活动件转动连接有第一连杆(10),并且第一连杆(10)的一端通过活动件转动连接有第二连杆(11),所述第二连杆(11)的表面通过活动件与第二支撑架(3)的顶部转动连接,所述第二连杆(11)的顶端通过活动件转动连接有固定盒(12),并且固定盒(12)内壁的顶部固定连接有压力传感器(13),所述固定盒(12)的底部贯穿有T形杆(14),并且T形杆(14)的底端固定连接有空心圆柱盒(15),所述固定盒(12)的底部和空心圆柱盒(15)的顶部均固定连接有第一电磁铁(16),所述空心圆柱盒(15)内壁的顶部固定连接有拉力传感器(17),并且拉力传感器(17)的底部通过连接绳(18)固定连接有滑动铁块(19),所述滑动铁块(19)的底部固定连接有轻杆(20),所述轻杆(20)的底端固定连接有空心浮力球(21)。
2.根据权利要求1所述的一种浮力大小测量装置,其特征在于:所述空心圆柱盒(15)内壁的两侧且位于滑动铁块(19)的顶部均固定连接有第二电磁铁(22)。
3.根据权利要求1所述的一种浮力大小测量装置,其特征在于:所述第一支撑架(2)的一侧固定连接有中央处理器(23),并且第一支撑架(2)一侧的顶部固定安装有PLC控制器(26),所述中央处理器(23)上固定安装有按键(24),并且中央处理器(23)上固定安装有显示器(25)。
4.根据权利要求1所述的一种浮力大小测量装置,其特征在于:所述缓冲装置(4)包括压杆(41),所述压杆(41)的顶端与支撑板(1)的底部固定连接,并且压杆(41)底端的两侧均通过活动件转动连接有缓冲杆(42),所述两个缓冲杆(42)之间固定连接有弹簧(43),并且所述两个缓冲杆(42)的底端均通过活动件转动连接有滑块(44),所述滑块(44)的底部滑动连接有滑轨(45),并且滑轨(45)的底部与底箱(5)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种浮力大小测量装置,其特征在于:所述压力传感器(13)和拉力传感器(17)的输出端均与中央处理器(23)的输入端连接,并且中央处理器(23)的输出端与显示器(25)的输入端连接,所述中央处理器(23)与PLC控制器(26)之间呈双向连接,所述PLC控制器(26)的输出端分别与电机(6)、第一电磁铁(16)和第二电磁铁(22)的输入端连接。
6.根据权利要求4所述的一种浮力大小测量装置,其特征在于:所述压杆(41)的顶端贯穿底箱(5)且延伸至底箱(5)的顶部。
7.根据权利要求1所述的一种浮力大小测量装置,其特征在于:所述轻杆(20)的底端贯穿空心圆柱盒(15)且延伸至空心圆柱盒(15)的底部。
8.根据权利要求1所述的一种浮力大小测量装置,其特征在于:所述底箱(5)的底部固定连接有底座(27),并且底座(27)上开设有安装孔(28)。
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