CN109345928A - 一种教学演示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种教学演示装置，包括风光发电单元、机械传动演示单元；风光发电单元包括发电机、多个垂直轴式风力叶片组件、转动轴；在垂直轴叶片的外表面和/或内表面安装有太阳能发电板；机械传动演示单元包括无级调速电机，在传动轴上安装有齿轮A，齿轮A与齿轮B啮合传动，齿轮B安装在转动轴上；在转动轴的一端安装有齿轮C，齿轮C与齿条啮合传动，齿条滑动安装在滑轨上；在传动轴上安装有皮带轮A，在皮带轮A上安装有皮带，皮带的另一端安装在皮带轮B上；皮带轮B安装在蜗杆上，蜗杆与蜗轮啮合传动。本发明能够给学生们直观地演示风光发电原理和机械传动的原理，趣味性强，增强学生们的学习兴趣，弥补了机电教学的不足。

Description

一种教学演示装置

技术领域

本发明涉及教学技术领域，尤其涉及一种教学演示装置。

背景技术

风能和太阳能都是洁净、储量极其丰富的可再生资源。 风能发电就是利用自然风为动力，推动叶片旋转，带动发电机发电。风力发电机有两大类，一类是水平轴的风力发电机，另一类为垂直轴的风力发电机。水平轴风力发电机技术成熟，容量日趋大型化，结构複杂，设置维护费用高昂。垂直轴风力发电机，具有不须对準风向，结构紧凑，容易搬运与安装。太阳能发电原理和结构较为成熟。

现有的风力发电机当没有风时就不能发电，垂直轴的风力发电机，风能利用率不高，无法根据需要进行角度的调节，且拆装较为麻烦。在机电教学过程中，通常需要使用到电源提供电力，一般采用现有的电网供电的方式，这样无法使得学生直观地观察到风能和太阳能发电的原理，同时学生们无法直观地观察机械运动的方式。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的不足，提供了一种教学演示装置，主要是利用风能和太阳能进行发电，让学生们直观地感受风光发电的原理，为演示装置提供电力，同时在演示装置上能够观察到齿轮啮合传动、齿轮齿条传动、皮带传动、蜗轮蜗杆传动，能够让学生们直观地了解到机电基本原理，趣味性强。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种教学演示装置，包括风光发电单元、机械传动演示单元，所述风光发电单元进行风能和太阳能发电，经过整流器后将电能储存到蓄电池中，所述蓄电池为机械传动演示单元提供电力；所述风光发电单元包括发电机、多个垂直轴式风力叶片组件，所述垂直轴式风力叶片组件安装在发电机的转动轴上；所述垂直轴式风力叶片组件包括多边形套座A、位于所述多边形套座A下方的多边形套座B，在所述多边形套座A和多边形套座B的外部均加工有三个卡槽，在每个卡槽中卡接有连杆，每根连杆的一端均加工有耳板，所述耳板通过螺栓组件安装在耳座的耳槽中，所述耳座安装在垂直轴叶片上；在所述垂直轴叶片的外表面和/或内表面安装有太阳能发电板；所述机械传动演示单元包括无级调速电机，所述无级调速电机由蓄电池提供电力，所述无级调速电机的电机轴通过联轴器与传动轴相连；在所述传动轴上安装有齿轮A，所述齿轮A与齿轮B啮合传动，所述齿轮B安装在转动轴上；在所述转动轴的一端安装有齿轮C，所述齿轮C与齿条啮合传动，所述齿条滑动安装在滑轨上；在所述传动轴上安装有皮带轮A，在所述皮带轮A上安装有皮带，皮带的另一端安装在皮带轮B上；所述皮带轮B安装在蜗杆上，所述蜗杆与蜗轮啮合传动。

进一步地，所述发电机位于机箱中，所述整流器位于所述机箱中，所述蓄电池位于所述机箱的外侧。

进一步地，所述机箱安装在支撑座的上端，所述无级调速电机安装在支撑架A的上端，在所述转动轴上安装有轴承座A，所述轴承座A安装在支撑架B的上端，所述滑轨安装在支撑架C的上端，在所述传动轴上安装有轴承座B，在所述蜗杆上安装有轴承座C，所述轴承座B和轴承座C之间通过连接架进行连接，所述轴承座B安装在支撑架D上。

进一步地，所述支撑座、支撑架A、支撑架B、支撑架C以及支撑架D均安装有底部支撑板的上端。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在使用时，利用风光发电单元进行风能和太阳能发电，实现风能和太阳能一体式发电，充分利用风能和太阳能，利用同一输送电路将风能和太阳能发的电输出，经过整流器后将电能储存到蓄电池中，所述蓄电池为机械传动演示单元提供电力，能够给学生们直观地演示风光发电原理和机械传动的原理，趣味性强，增强学生们的学习兴趣，弥补了机电教学的不足。

2、本发明采用的是垂直轴式风力叶片组件，该组件由多边形套座A、多边形套座B、卡槽、连杆、耳板、螺栓组件、耳座、垂直轴叶片构成，相比较于传统的水平轴式风力叶片，不需要对准风向即可进行发电，能够最大程度地提高风能的发电量，且便于进行拆卸与安装，能够通过耳板、螺栓组件以及耳座调节垂直轴叶片与连杆之间的角度，便于根据不同地形、风速的大小进行手动调节。

3、在垂直轴叶片的外表面和/或内表面安装有太阳能发电板；不管垂直轴叶片的角度如何，太阳光都能照射到太阳能发电板上，提高太阳能的利用率，增加太阳能的发电量。

4、机械传动演示单元能够在无级调速电机的作用下，演示齿轮A与齿轮B啮合传动、齿轮C与齿条啮合传动、皮带轮A与皮带轮B进行皮带传动、蜗杆与蜗轮啮合传动，在同一个演示单元上演示如此多的机械传动原理，具有很强的直观感受。

5、通过设置有支撑座、支撑架A、支撑架B、支撑架C以及支撑架D，能够实现整个演示装置的支撑，通过设置有轴承座A、轴承座B、轴承座C，能够实现传动轴、转动轴以及蜗杆的支撑。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中垂直轴式风力叶片组件的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，所述的一种教学演示装置，包括风光发电单元1、机械传动演示单元2，所述风光发电单元1进行风能和太阳能发电，经过整流器后将电能储存到蓄电池3中，所述蓄电池3为机械传动演示单元2提供电力，所述发电机11位于机箱4中，所述整流器位于所述机箱4中，所述蓄电池3位于所述机箱4的外侧。

如图1和图2所示，所述风光发电单元1包括发电机11、多个垂直轴式风力叶片组件12，所述垂直轴式风力叶片组件12安装在发电机11的转动轴13上；所述垂直轴式风力叶片组件12包括多边形套座A121、位于所述多边形套座A121下方的多边形套座B122，在所述多边形套座A121和多边形套座B122的外部均加工有三个卡槽123，在每个卡槽123中卡接有连杆124，每根连杆124的一端均加工有耳板125，所述耳板125通过螺栓组件126安装在耳座127的耳槽中，所述耳座127安装在垂直轴叶片128上。本发明采用的是垂直轴式风力叶片组件12，该组件由多边形套座A121、多边形套座B122、卡槽123、连杆124、耳板125、螺栓组件126、耳座127、垂直轴叶片128构成，相比较于传统的水平轴式风力叶片，不需要对准风向即可进行发电，能够最大程度地提高风能的发电量，且便于进行拆卸与安装，能够通过耳板125、螺栓组件126以及耳座127调节垂直轴叶片128与连杆124之间的角度，便于根据不同地形、风速的大小进行手动调节。

如图1所示，在所述垂直轴叶片128的外表面和/或内表面安装有太阳能发电板14。不管垂直轴叶片128的角度如何，太阳光都能照射到太阳能发电板14上，提高太阳能的利用率，增加太阳能的发电量。

如图1所示，所述机械传动演示单元2包括无级调速电机201，所述无级调速电机201由蓄电池3提供电力，所述无级调速电机201的电机轴通过联轴器202与传动轴203相连；在所述传动轴203上安装有齿轮A204，所述齿轮A204与齿轮B205啮合传动，所述齿轮B205安装在转动轴206上；在所述转动轴206的一端安装有齿轮C207，所述齿轮C207与齿条208啮合传动，所述齿条208滑动安装在滑轨209上；在所述传动轴203上安装有皮带轮A210，在所述皮带轮A210上安装有皮带211，皮带211的另一端安装在皮带轮B212上；所述皮带轮B212安装在蜗杆213上，所述蜗杆213与蜗轮214啮合传动。机械传动演示单元2能够在无级调速电机201的作用下，演示齿轮A204与齿轮B205啮合传动、齿轮C207与齿条208啮合传动、皮带轮A210与皮带轮B212进行皮带传动、蜗杆213与蜗轮214啮合传动，在同一个演示单元上演示如此多的机械传动原理，具有很强的直观感受。

如图1所示，所述机箱4安装在支撑座51的上端，所述无级调速电机201安装在支撑架A52的上端，在所述转动轴206上安装有轴承座A53，所述轴承座A53安装在支撑架B54的上端，所述滑轨209安装在支撑架C55的上端，在所述传动轴203上安装有轴承座B56，在所述蜗杆213上安装有轴承座C57，所述轴承座B56和轴承座C57之间通过连接架58进行连接，所述轴承座B56安装在支撑架D59上；所述支撑座51、支撑架A52、支撑架B54、支撑架C55以及支撑架D59均安装有底部支撑板5的上端。通过设置有支撑座51、支撑架A52、支撑架B54、支撑架C55以及支撑架D59，能够实现整个演示装置的支撑，通过设置有轴承座A53、轴承座B56、轴承座C57，能够实现传动轴203、转动轴206以及蜗杆213的支撑。

本发明在使用时，利用风光发电单元1进行风能和太阳能发电，实现风能和太阳能一体式发电，充分利用风能和太阳能，利用同一输送电路将风能和太阳能发的电输出，经过整流器后将电能储存到蓄电池3中，所述蓄电池3为机械传动演示单元2提供电力，能够给学生们直观地演示风光发电原理和机械传动的原理，趣味性强，增强学生们的学习兴趣，弥补了机电教学的不足。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种教学演示装置，其特征在于：包括风光发电单元（1）、机械传动演示单元（2），所述风光发电单元（1）进行风能和太阳能发电，经过整流器后将电能储存到蓄电池（3）中，所述蓄电池（3）为机械传动演示单元（2）提供电力；

所述风光发电单元（1）包括发电机（11）、多个垂直轴式风力叶片组件（12），所述垂直轴式风力叶片组件（12）安装在发电机（11）的转动轴（13）上；

所述垂直轴式风力叶片组件（12）包括多边形套座A（121）、位于所述多边形套座A（121）下方的多边形套座B（122），在所述多边形套座A（121）和多边形套座B（122）的外部均加工有三个卡槽（123），在每个卡槽（123）中卡接有连杆（124），每根连杆（124）的一端均加工有耳板（125），所述耳板（125）通过螺栓组件（126）安装在耳座（127）的耳槽中，所述耳座（127）安装在垂直轴叶片（128）上；

在所述垂直轴叶片（128）的外表面和/或内表面安装有太阳能发电板（14）；

所述机械传动演示单元（2）包括无级调速电机（201），所述无级调速电机（201）由蓄电池（3）提供电力，所述无级调速电机（201）的电机轴通过联轴器（202）与传动轴（203）相连；在所述传动轴（203）上安装有齿轮A（204），所述齿轮A（204）与齿轮B（205）啮合传动，所述齿轮B（205）安装在转动轴（206）上；在所述转动轴（206）的一端安装有齿轮C（207），所述齿轮C（207）与齿条（208）啮合传动，所述齿条（208）滑动安装在滑轨（209）上；在所述传动轴（203）上安装有皮带轮A（210），在所述皮带轮A（210）上安装有皮带（211），皮带（211）的另一端安装在皮带轮B（212）上；所述皮带轮B（212）安装在蜗杆（213）上，所述蜗杆（213）与蜗轮（214）啮合传动。

2.根据权利要求1所述的一种教学演示装置，其特征在于：所述发电机（11）位于机箱（4）中，所述整流器位于所述机箱（4）中，所述蓄电池（3）位于所述机箱（4）的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种教学演示装置，其特征在于：所述机箱（4）安装在支撑座（51）的上端，所述无级调速电机（201）安装在支撑架A（52）的上端，在所述转动轴（206）上安装有轴承座A（53），所述轴承座A（53）安装在支撑架B（54）的上端，所述滑轨（209）安装在支撑架C（55）的上端，在所述传动轴（203）上安装有轴承座B（56），在所述蜗杆（213）上安装有轴承座C（57），所述轴承座B（56）和轴承座C（57）之间通过连接架（58）进行连接，所述轴承座B（56）安装在支撑架D（59）上。

4.根据权利要求3所述的一种教学演示装置，其特征在于：所述支撑座（51）、支撑架A（52）、支撑架B（54）、支撑架C（55）以及支撑架D（59）均安装有底部支撑板（5）的上端。