一种物理教学用具
技术领域
本发明涉及教学教具技术领域,特别涉及一种物理教学用具。
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。
在教导学生物理实验时,通常会用到简单的物理教学用具,例如在研究物体的平抛实验时,会用到平抛实验用具,一般演示平抛运动实验时,被测物为圆形球体,现有的平抛实验用具不能够切换不同质量和体积的物体,造成记录的实验数据单一,缺乏多样性,不能够在实验结束后精确记录实验数据,实验数据不能直观表达实验原理,不能够控制外力的大小,造成实验数据不准确。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种物理教学用具,可以解决现有的物理教学用具不能够切换不同质量和体积的物体、不能够在实验结束后精确记录实验数据、不能够控制外力的大小等难题;可以实现自动化完成物理实验操作的功能,具有能够切换不同质量和体积的物体、能够在实验结束后精确记录实验数据、能够控制外力的大小等优点。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案,一种物理教学用具,包括安装板、记录装置、平抛装置、释放装置,所述的记录装置安装在安装板的左侧上端面上,平抛装置安装在安装板的右端上侧面上,释放装置安装在平抛装置的上端面上。
所述的记录装置包括升降气缸、记录槽、记录电动滑块、标记杆,所述的升降气缸底端安装在安装板的左侧上端面上,升降气缸的顶端与记录槽的下端相连接,记录槽为空心结构,记录槽的上端前后对称安装有记录电动滑块,标记杆的两端与记录电动滑块的上端面相连接,具体工作时,在自由平抛时,可以根据实验需要通过升降气缸调整记录槽的高度,增加物体在平抛的时间和距离,记录电动滑块可以带动标记杆对物体降落位置进行定位,保证了实验数据的精确性,可以直观地表达实验现象。
所述的平抛装置包括导向板、固定架、固定电动滑块、套筒柱、套筒、收集筒、弹射机构、安装台,所述的安装台安装在安装板的右端上侧面上,导向板安装在安装台的上端面上,导向板的右端内侧面上设置有滑槽,导向板的右端上侧面上对称设置有凹槽,固定架前后对称安装在安装台的中部上端面上,固定架为L型结构,固定架的上端内侧面与收集筒的外端相连接,收集筒的上端为扇形结构,收集筒的外端设置有滑块,固定电动滑块安装在固定架的内侧面上,套筒柱安装在固定电动滑块的外端面上,套筒的外端与套筒柱相连接,套筒为空心圆柱形结构,套筒的内端设置有滑槽,套筒内端设置的滑槽与收集筒外端设置的滑块通过滑动配合的方式相连接,弹射机构安装在安装台的右端面上,具体工作时,导向板可以将物体的运动轨迹进行限位,固定电动滑块可以将释放装置中落下的物体精确定位在套筒内,使得实验数据更加精确,在需要做实验时,套筒收起,简单操作,机械化程度高。
所述的弹射机构包括弹射安装架、弹射气缸、弹射挡板、弹射电动滑块、支撑气缸、支撑推板、接触板、弹射弹簧,所述的弹射安装架对称安装在安装台的右端上侧面上,弹射气缸的底端安装在弹射安装架的中部下侧面上,弹射气缸的顶端与弹射挡板上端相连接,弹射挡板为凹形结构,弹射电动滑块安装在导向板右端上设置的凹槽上端面上,支撑气缸的底端通过销轴与弹射电动滑块的左端上侧面相连接,支撑气缸的顶端通过销轴与支撑推板的左端相连接,支撑推板的下端通过销轴与弹射电动滑块的右端上侧面相连接,弹射弹簧的右端与导向板的右端内侧面相连接,弹射弹簧的左端与支撑推板的右端相连接,支撑推板的外端设置有滑块,支撑推板外端设置的滑块与导向板右端内侧面上设置的滑槽通过滑动配合的方式相连接,支撑推板为凹形结构,具体工作时,弹射安装架安装在安装台不同距离的位置,通过压缩弹射弹簧距离来调整不同力度的推理,在需要进行平抛实验时,支撑气缸将支撑推板推起,支撑推板与接触板接触,接触板被弹射电动滑块带动至弹射安装架后方,弹射气缸伸长,弹射挡板挡住了接触板,接着支撑气缸收缩,接触板仅受到弹射挡板的限位,支撑气缸带动弹射挡板往回收缩,接触板被弹射弹簧弹出后与平抛物体接触,将平抛物体弹出导向板,可以控制外力的大小,使得实验数据准确,实验现象更加直观。
所述的释放装置包括旋转电机、固定弹簧、压缩板、防护板、挤压板、挤压弹簧、切换机构、支撑板、旋转辊、旋转板,所述的支撑板对称安装在安装台的上端面上,旋转电机通过电机座安装在位于安装台后端的支撑板上端内侧面上,旋转电机的输出轴与旋转辊后端相连接,旋转辊的前端通过轴承与位于安装台前端的支撑板上端内侧面相连接,旋转板对称安装在旋转辊的外端面上,旋转板均匀分布在旋转辊的外端,旋转板为中空结构,旋转板的上端前后对称设置有孔洞,旋转板上端设置的孔洞内设置有滑槽,旋转板的内侧面上前后对称设置有滑槽,防护板前后对称安装在旋转板的下端外侧面上,固定弹簧的下端与防护板的上端相连接,固定弹簧的上端与压缩板的下端相连接,压缩板的左右两端设置有滑块,压缩板上设置的滑块与旋转板上端设置的滑槽通过滑动配合的方式相连接,挤压弹簧的外端左右对称安装在旋转板的内侧面上,挤压弹簧的内端与挤压板相连接,挤压板的外端设置有滑块,旋转板内侧面设置的滑槽与挤压板外端设置的滑块通过滑动配合的方式相连接,切换机构安装在旋转板的下端内侧面上,具体工作时,旋转电机带动旋转板转动,旋转板内装有不同体积和质量的被测物体,增加了实验数据的多样性,压缩板在固定弹簧的牵引下,可以将旋转板内的被测物体进行限位固定,被测物体在旋转板内旋转是,不会出现紊乱的现象,挤压板在挤压弹簧的挤压下,从侧面对被测物进行限位,使得被测物在旋转时更加稳定。
所述的切换机构包括横向电动滑块、横向限位板、纵向电动滑块、纵向限位板、限位弹簧、限位板、限位气缸、移动板,所述的横向电动滑块前后对称安装在旋转板的下端内侧面上,横向电动滑块的内侧面上安装有横向限位板,横向限位板的内侧面为弧形面,纵向电动滑块对称安装在旋转板的下端内侧面上,纵向限位板的数量为二,纵向限位板的两端对称安装在纵向电动滑块的内侧面上,限位弹簧的外端对称安装在旋转板的下端内侧面上,限位弹簧的内端与限位板的下端相连接,限位板的上端通过销轴与旋转板的下端内侧面相连接,限位气缸的底端对称安装在旋转板的下端内侧面上,限位气缸的顶端与移动板的下端内侧面相连接,移动板的上端通过销轴与旋转板的下端内侧面相连接,具体工作时,当需要将一个被测物分离时,由于被测物时球体,球踢得特殊结构可以与横向限位板外端的弧形面接触慢慢的下降,横向电动滑块带动横向限位板向外扩张,被测物缓缓下降,当被测物底端与纵向限位板接触时,被测物的外围最宽直径已经通过横向限位板,横向限位板往回收拢将被测物与其他球体隔开,压缩板在固定弹簧的拉力下,保证了实验球体始终紧密接触,不会产生晃动,接着限位气缸将移动板顶起,纵向限位板向外扩张,被测物掉落至移动板上,限位板在限位弹簧的作用下将被测物从侧面进行限位,使得被测物处于旋转板下端中间位置,限位气缸往回收缩,被测物掉落至收集筒内。
工作时,在自由平抛时,可以根据实验需要通过升降气缸调整记录槽的高度,增加物体在平抛的时间和距离,记录电动滑块可以带动标记杆对物体降落位置进行定位,保证了实验数据的精确性,可以直观地表达实验现象,导向板可以将物体的运动轨迹进行限位,固定电动滑块可以将释放装置中落下的物体精确定位在套筒内,使得实验数据更加精确,在需要做实验时,套筒收起,简单操作,机械化程度高,弹射安装架安装在安装台不同距离的位置,通过压缩弹射弹簧距离来调整不同力度的推理,在需要进行平抛实验时,支撑气缸将支撑推板推起,支撑推板与接触板接触,接触板被弹射电动滑块带动至弹射安装架后方,弹射气缸伸长,弹射挡板挡住了接触板,接着支撑气缸收缩,接触板仅受到弹射挡板的限位,支撑气缸带动弹射挡板往回收缩,接触板被弹射弹簧弹出后与平抛物体接触,将平抛物体弹出导向板,可以控制外力的大小,使得实验数据准确,实验现象更加直观,旋转电机带动旋转板转动,旋转板内装有不同体积和质量的被测物体,增加了实验数据的多样性,压缩板在固定弹簧的牵引下,可以将旋转板内的被测物体进行限位固定,被测物体在旋转板内旋转是,不会出现紊乱的现象,挤压板在挤压弹簧的挤压下,从侧面对被测物进行限位,使得被测物在旋转时更加稳定,当需要将一个被测物分离时,由于被测物时球体,球踢得特殊结构可以与横向限位板外端的弧形面接触慢慢的下降,横向电动滑块带动横向限位板向外扩张,被测物缓缓下降,当被测物底端与纵向限位板接触时,被测物的外围最宽直径已经通过横向限位板,横向限位板往回收拢将被测物与其他球体隔开,压缩板在固定弹簧的拉力下,保证了实验球体始终紧密接触,不会产生晃动,接着限位气缸将移动板顶起,纵向限位板向外扩张,被测物掉落至移动板上,限位板在限位弹簧的作用下将被测物从侧面进行限位,使得被测物处于旋转板下端中间位置,限位气缸往回收缩,被测物掉落至收集筒内,可以实现自动化完成物理实验操作的功能。
本发明的有益效果在于:
一、本发明可以解决现有的物理教学用具不能够切换不同质量和体积的物体、不能够在实验结束后精确记录实验数据、不能够控制外力的大小等难题;可以实现自动化完成物理实验操作的功能,具有能够切换不同质量和体积的物体、能够在实验结束后精确记录实验数据、能够控制外力的大小等优点;
二、本发明设置有平抛装置,平抛装置可以将被测物平稳的抛出安装台,同时可以控制外力的大小,使得实验数据更加准确;
三、本发明设置有释放装置,释放装置可以将不同体积和质量的物体平稳的放置在导向板上,增加了实验数据的多样性。
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是本发明的结构示意图;
图2是本发明记录装置的结构示意图;
图3是本发明平抛装置的结构示意图;
图4是本发明弹射电动滑块、支撑气缸、支撑推板、接触板之间的结构示意图;
图5是本发明释放装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
如图1至图5所示,一种物理教学用具,包括安装板1、记录装置2、平抛装置3、释放装置4,所述的记录装置2安装在安装板1的左侧上端面上,平抛装置3安装在安装板1的右端上侧面上,释放装置4安装在平抛装置3的上端面上。
所述的记录装置2包括升降气缸21、记录槽22、记录电动滑块23、标记杆24,所述的升降气缸21底端安装在安装板1的左侧上端面上,升降气缸21的顶端与记录槽22的下端相连接,记录槽22为空心结构,记录槽22的上端前后对称安装有记录电动滑块23,标记杆24的两端与记录电动滑块23的上端面相连接,具体工作时,在自由平抛时,可以根据实验需要通过升降气缸21调整记录槽22的高度,增加物体在平抛的时间和距离,记录电动滑块23可以带动标记杆24对物体降落位置进行定位,保证了实验数据的精确性,可以直观地表达实验现象。
所述的平抛装置3包括导向板31、固定架32、固定电动滑块33、套筒柱34、套筒35、收集筒36、弹射机构37、安装台38,所述的安装台38安装在安装板1的右端上侧面上,导向板31安装在安装台38的上端面上,导向板31的右端内侧面上设置有滑槽,导向板31的右端上侧面上对称设置有凹槽,固定架32前后对称安装在安装台38的中部上端面上,固定架32为L型结构,固定架32的上端内侧面与收集筒36的外端相连接,收集筒36的上端为扇形结构,收集筒36的外端设置有滑块,固定电动滑块33安装在固定架32的内侧面上,套筒柱34安装在固定电动滑块33的外端面上,套筒35的外端与套筒柱34相连接,套筒35为空心圆柱形结构,套筒35的内端设置有滑槽,套筒35内端设置的滑槽与收集筒36外端设置的滑块通过滑动配合的方式相连接,弹射机构37安装在安装台38的右端面上,具体工作时,导向板31可以将物体的运动轨迹进行限位,固定电动滑块33可以将释放装置4中落下的物体精确定位在套筒35内,使得实验数据更加精确,在需要做实验时,套筒35收起,简单操作,机械化程度高。
所述的弹射机构37包括弹射安装架371、弹射气缸372、弹射挡板373、弹射电动滑块374、支撑气缸375、支撑推板376、接触板377、弹射弹簧378,所述的弹射安装架371对称安装在安装台38的右端上侧面上,弹射气缸372的底端安装在弹射安装架371的中部下侧面上,弹射气缸372的顶端与弹射挡板373上端相连接,弹射挡板373为凹形结构,弹射电动滑块374安装在导向板31右端上设置的凹槽上端面上,支撑气缸375的底端通过销轴与弹射电动滑块374的左端上侧面相连接,支撑气缸375的顶端通过销轴与支撑推板376的左端相连接,支撑推板376的下端通过销轴与弹射电动滑块374的右端上侧面相连接,弹射弹簧378的右端与导向板31的右端内侧面相连接,弹射弹簧378的左端与支撑推板376的右端相连接,支撑推板376的外端设置有滑块,支撑推板376外端设置的滑块与导向板31右端内侧面上设置的滑槽通过滑动配合的方式相连接,支撑推板376为凹形结构,具体工作时,弹射安装架371安装在安装台38不同距离的位置,通过压缩弹射弹簧378距离来调整不同力度的推理,在需要进行平抛实验时,支撑气缸375将支撑推板376推起,支撑推板376与接触板377接触,接触板377被弹射电动滑块374带动至弹射安装架371后方,弹射气缸372伸长,弹射挡板373挡住了接触板377,接着支撑气缸375收缩,接触板377仅受到弹射挡板373的限位,支撑气缸375带动弹射挡板373往回收缩,接触板377被弹射弹簧378弹出后与平抛物体接触,将平抛物体弹出导向板31,可以控制外力的大小,使得实验数据准确,实验现象更加直观。
所述的释放装置4包括旋转电机41、固定弹簧43、压缩板44、防护板45、挤压板46、挤压弹簧47、切换机构48、支撑板49、旋转辊410、旋转板411,所述的支撑板49对称安装在安装台38的上端面上,旋转电机41通过电机座安装在位于安装台38后端的支撑板49上端内侧面上,旋转电机41的输出轴与旋转辊410后端相连接,旋转辊410的前端通过轴承与位于安装台38前端的支撑板49上端内侧面相连接,旋转板411对称安装在旋转辊410的外端面上,旋转板411均匀分布在旋转辊410的外端,旋转板411为中空结构,旋转板411的上端前后对称设置有孔洞,旋转板411上端设置的孔洞内设置有滑槽,旋转板411的内侧面上前后对称设置有滑槽,防护板45前后对称安装在旋转板411的下端外侧面上,固定弹簧43的下端与防护板45的上端相连接,固定弹簧43的上端与压缩板44的下端相连接,压缩板44的左右两端设置有滑块,压缩板44上设置的滑块与旋转板411上端设置的滑槽通过滑动配合的方式相连接,挤压弹簧47的外端左右对称安装在旋转板411的内侧面上,挤压弹簧47的内端与挤压板46相连接,挤压板46的外端设置有滑块,旋转板411内侧面设置的滑槽与挤压板46外端设置的滑块通过滑动配合的方式相连接,切换机构48安装在旋转板411的下端内侧面上,具体工作时,旋转电机41带动旋转板411转动,旋转板411内装有不同体积和质量的被测物体,增加了实验数据的多样性,压缩板44在固定弹簧43的牵引下,可以将旋转板411内的被测物体进行限位固定,被测物体在旋转板411内旋转是,不会出现紊乱的现象,挤压板46在挤压弹簧47的挤压下,从侧面对被测物进行限位,使得被测物在旋转时更加稳定。
所述的切换机构48包括横向电动滑块481、横向限位板482、纵向电动滑块483、纵向限位板484、限位弹簧485、限位板486、限位气缸487、移动板488,所述的横向电动滑块481前后对称安装在旋转板411的下端内侧面上,横向电动滑块481的内侧面上安装有横向限位板482,横向限位板482的内侧面为弧形面,纵向电动滑块483对称安装在旋转板411的下端内侧面上,纵向限位板484的数量为二,纵向限位板484的两端对称安装在纵向电动滑块483的内侧面上,限位弹簧485的外端对称安装在旋转板411的下端内侧面上,限位弹簧485的内端与限位板486的下端相连接,限位板486的上端通过销轴与旋转板411的下端内侧面相连接,限位气缸487的底端对称安装在旋转板411的下端内侧面上,限位气缸487的顶端与移动板488的下端内侧面相连接,移动板488的上端通过销轴与旋转板411的下端内侧面相连接,具体工作时,当需要将一个被测物分离时,由于被测物时球体,球踢得特殊结构可以与横向限位板482外端的弧形面接触慢慢的下降,横向电动滑块481带动横向限位板482向外扩张,被测物缓缓下降,当被测物底端与纵向限位板484接触时,被测物的外围最宽直径已经通过横向限位板482,横向限位板482往回收拢将被测物与其他球体隔开,压缩板44在固定弹簧43的拉力下,保证了实验球体始终紧密接触,不会产生晃动,接着限位气缸487将移动板488顶起,纵向限位板484向外扩张,被测物掉落至移动板488上,限位板486在限位弹簧485的作用下将被测物从侧面进行限位,使得被测物处于旋转板411下端中间位置,限位气缸487往回收缩,被测物掉落至收集筒36内。
工作时,在自由平抛时,可以根据实验需要通过升降气缸21调整记录槽22的高度,增加物体在平抛的时间和距离,记录电动滑块23可以带动标记杆24对物体降落位置进行定位,保证了实验数据的精确性,可以直观地表达实验现象,导向板31可以将物体的运动轨迹进行限位,固定电动滑块33可以将释放装置4中落下的物体精确定位在套筒35内,使得实验数据更加精确,在需要做实验时,套筒35收起,简单操作,机械化程度高,弹射安装架371安装在安装台38不同距离的位置,通过压缩弹射弹簧378距离来调整不同力度的推理,在需要进行平抛实验时,支撑气缸375将支撑推板376推起,支撑推板376与接触板377接触,接触板377被弹射电动滑块374带动至弹射安装架371后方,弹射气缸372伸长,弹射挡板373挡住了接触板377,接着支撑气缸375收缩,接触板377仅受到弹射挡板373的限位,支撑气缸375带动弹射挡板373往回收缩,接触板377被弹射弹簧378弹出后与平抛物体接触,将平抛物体弹出导向板31,可以控制外力的大小,使得实验数据准确,实验现象更加直观,旋转电机41带动旋转板411转动,旋转板411内装有不同体积和质量的被测物体,增加了实验数据的多样性,压缩板44在固定弹簧43的牵引下,可以将旋转板411内的被测物体进行限位固定,被测物体在旋转板411内旋转是,不会出现紊乱的现象,挤压板46在挤压弹簧47的挤压下,从侧面对被测物进行限位,使得被测物在旋转时更加稳定,当需要将一个被测物分离时,由于被测物时球体,球踢得特殊结构可以与横向限位板482外端的弧形面接触慢慢的下降,横向电动滑块481带动横向限位板482向外扩张,被测物缓缓下降,当被测物底端与纵向限位板484接触时,被测物的外围最宽直径已经通过横向限位板482,横向限位板482往回收拢将被测物与其他球体隔开,压缩板44在固定弹簧43的拉力下,保证了实验球体始终紧密接触,不会产生晃动,接着限位气缸487将移动板488顶起,纵向限位板484向外扩张,被测物掉落至移动板488上,限位板486在限位弹簧485的作用下将被测物从侧面进行限位,使得被测物处于旋转板411下端中间位置,限位气缸487往回收缩,被测物掉落至收集筒36内,实现了自动化完成物理实验操作的功能,解决了现有的物理教学用具不能够切换不同质量和体积的物体、不能够在实验结束后精确记录实验数据、不能够控制外力的大小等难题,达到了目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。