CN109482253A - 一种显示实时实验效果的中学物理实验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示实时实验效果的中学物理实验台,包括台面以及固定在台面底部四个端角处的支撑腿;所述台面上通过分隔板划分有实验操作区和实验辅助设备放置区;所述台面在实验操作区的一端角上安装有计算机系统,实验辅助设备放置区内设置有摄像设备和投影幕布。本发明通过设置由气缸推动的气缸推杆,并在气缸推杆上安装摄像设备和投影幕布,用于实时记录实验台上的环境信息,同时在实验操作区内设置计算机系统,用于实时传输实验效果,从而实现在实验教学中可以观察到老师的演示,达到实现能为学生提供准确、逼真的物理实验信息,更好地帮助学习者了解和掌握物理实验过程,学习效果较佳,提高学生的实验学习效率。
Description
技术领域
本发明涉及实验教学设备技术领域,具体为一种显示实时实验效果的中学物理实验台。
背景技术
物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。学习者在学习物理学的时候,都需要在理论的基础上,亲自实验,在实验之前,老师会给学习者演示物理实验的过程以及讲解物理实验过程中需要注意的事项,但是现有的一种物理实验演示的方法就是老师在物理实验台上进行物理实验演示,然后让学习者在一旁观看学习,但是在学习者较多的情况下,距离老师较远的学习者很难观察到老师的演示,这样使老师的演示效果不太好,学习者不能在老师的教学演示中学到更多的知识。
现有的另一种物理实验演示的方法就是视频教学,但是现有的视频教学所显示的教学过程都是二维的图像显示,使得学习者无法获得立体视觉效果,无法实现为学习者提供准确、逼真的物理实验立体视觉信息,无法更好地帮助学习者了解和掌握物理实验过程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显示实时实验效果的中学物理实验台,具有操作简单方便,为物理教学工作提供更好的实验演示效果,从而更好的帮助学生提高学习效率,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种显示实时实验效果的中学物理实验台,包括台面以及固定在台面底部四个端角处的支撑腿;所述台面上通过分隔板划分有实验操作区和实验辅助设备放置区;所述台面在实验操作区的一端角上安装有计算机系统,计算机系统内嵌在台面的空腔内,在台面的底部还安装有气泵,气泵连接有气压推杆,气压推杆的另一端连接在计算机系统的背面;所述实验辅助设备放置区内设置有气缸,气缸分为左右两组安装在台面上,左右两组的气缸上还连接有气缸推杆,气缸推杆与台面垂直设置,在气缸推杆的顶部还安装有摄像设备,摄像设备分为第一摄像设备和第二摄像设备,第一摄像设备和第二摄像设备均通过卡座固定,卡座的中心处通过螺栓旋转连接在转盘上,转盘固定安装在气缸推杆顶部的端面上;在左右两组所述的气缸推杆之间还设置有投影幕布,投影幕布卷绕在卷轴上,卷轴的两端固定连接在气缸推杆上。
更进一步的,所述计算机系统包括中央处理单元、存储器单元、图形处理单元、输入单元、输出单元和通信单元,中央处理单元为计算机内部中央处理器,其CPU型号选用Intel i7处理器;存储器单元的型号选用一种可编程可擦写存储器芯片Intel2716;图形处理单元选用型号为Intel740的独立显卡芯片;输入单元为计算机内部信号接口,其通过信号线与第一摄像设备和第二摄像设备连接;输出单元为计算机外部信号接口,其通过信号线与投影幕布连接;通信单元经由计算机内部因特网的网络执行通信处理。
更进一步的,所述中央处理单元、存储器单元、图形处理单元、输入单元、输出单元和通信单元均通过总线彼此相连。
更进一步的,所述总线以及用于连接各设备单元的信号线均穿插在台面的空腔内。
更进一步的,所述计算机系统通过气压推杆上下活动嵌合在台面上。
更进一步的,所述卷轴通过轴承、法兰与气缸推杆之间旋转连接。
更进一步的,所述第一摄像设备和第二摄像设备可以是微型摄像头或微型数码相机。
更进一步的,所述气压推杆和气缸均受控于计算机系统,计算机系统上设置有相应的操作键盘。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明提供的一种显示实时实验效果的中学物理实验台,通过在实验台上划分实验操作区和实验辅助设备放置区,在实验辅助设备放置区内设置由气缸推动的气缸推杆,并在气缸推杆上安装摄像设备和投影幕布,用于实时记录实验台上的环境信息,同时在实验操作区内设置计算机系统,用于实时传输实验效果,从而实现在实验教学中可以观察到老师的演示,达到实现能为学生提供准确、逼真的物理实验信息,更好地帮助学习者了解和掌握物理实验过程,学习效果较佳,提高学生的实验学习效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明的实验教学演示图;
图3为本发明的气缸推杆顶部放大图;
图4为本发明的计算机系统单元控制框图。
图中:1台面、2支撑腿、3分隔板、4实验操作区、5实验辅助设备放置区、51气缸、52气缸推杆、53第一摄像设备、54第二摄像设备、55卡座、56转盘、57投影幕布、58卷轴、6计算机系统、601中央处理单元、602存储器单元、603图形处理单元、604输入单元、605输出单元、606通信单元、607总线、7气压推杆。
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1-3,本发明实施例中:一种显示实时实验效果的中学物理实验台,包括台面1以及固定在台面1底部四个端角处的支撑腿2;台面1上通过分隔板3划分有实验操作区4和实验辅助设备放置区5;台面1在实验操作区4的一端角上安装有计算机系统6,计算机系统6内嵌在台面1的空腔内,在台面1的底部还安装有气泵,气泵连接有气压推杆7,气压推杆7的另一端连接在计算机系统6的背面,计算机系统6通过气压推杆7上下活动嵌合在台面1上,在使用时控制气压推杆7推动计算机系统6,使得计算机系统6凸出台面1便于操作,不使用时,控制气压推杆7伸缩,将计算机系统6存放在台面1的空腔内,使其与台面1上端面平齐,对计算机系统6起到保护的作用,节约空间;其中,实验辅助设备放置区5内设置有气缸51,气缸51分为左右两组安装在台面1上,左右两组的气缸51上还连接有气缸推杆52,气缸推杆52与台面1垂直设置,在气缸推杆52的顶部还安装有摄像设备,摄像设备分为第一摄像设备53和第二摄像设备54,第一摄像设备53和第二摄像设备54可以是微型摄像头或微型数码相机,用于实时获取实验台上的视觉信息,第一摄像设备53和第二摄像设备54均通过卡座55固定,卡座55的中心处通过螺栓旋转连接在转盘56上,转盘56固定安装在气缸推杆52顶部的端面上,从而使得第一摄像设备53和第二摄像设备54在气缸推杆52上的角度可调,可实现对台面1上的实验进行360度全方位录像;在左右两组气缸推杆52之间还设置有投影幕布57,投影幕布57卷绕在卷轴58上,卷轴58的两端固定连接在气缸推杆52上,卷轴58通过轴承、法兰与气缸推杆52之间旋转连接,使得在需要使用投影幕布57时,逆时针旋转卷轴58将投影幕布57放下,顺时针旋转卷轴58将投影幕布57收起,其中,气压推杆7和气缸51均受控于计算机系统6,计算机系统6上设置有相应的操作键盘。
请参阅图4,在上述实施例中,计算机系统6包括中央处理单元601、存储器单元602、图形处理单元603、输入单元604、输出单元605和通信单元606,中央处理单元601、存储器单元602、图形处理单元603、输入单元604、输出单元605和通信单元606均通过总线607彼此相连,总线607以及用于连接各设备单元的信号线均穿插在台面1的空腔内,保持整个实验台的整洁,避免接线混乱引起的用电安全问题;中央处理单元601为计算机内部中央处理器,其CPU型号选用Intel i7处理器;存储器单元602的型号选用一种可编程可擦写存储器芯片Intel2716;图形处理单元603选用型号为Intel740的独立显卡芯片;输入单元604为计算机内部信号接口,其通过信号线与第一摄像设备53和第二摄像设备54连接,第一摄像设备53和第二摄像设备54对实验台上的实验信息进行录像拍照等记录,并由数据线传输至计算机系统6的输入单元604,输入单元604通过总线607将视频信息数据传送至图形处理单元603,图形处理单元603对实验台上的环境信息进行处理,优化图像目标再由总线607及通信单元606将图像信息发送至中央处理单元601,中央处理单元601对视频图像进行优化,分别发送至存储器单元602和输出单元605,由存储器单元602对原始数据进行记录,同时输出单元605为计算机外部信号接口,其通过信号线与投影幕布57连接,通信单元606经由计算机内部因特网的网络执行通信处理,从而将实验台上的图像信息实时显示到投影幕布57上,以供显示实时实验效果,更好的帮助实验教学操作。
设计原理:本发明提供的一种显示实时实验效果的中学物理实验台,在进行实验操作时,将实验器材预先放置在台面1上,然后通过计算机系统6上的操作键盘控制气压推杆7工作,将计算机系统6从台面1的槽口内推出,同时打开第一摄像设备53和第二摄像设备54,并通过转盘56调整第一摄像设备53和第二摄像设备54的摄像角度,使其对台面1上环境信息进行全方位无死角拍摄;随后再控制气缸51工作,气缸51顶起气缸推杆52,气缸推杆52在上升的过程中,同时拉下投影幕布57,投影幕布57随卷轴58的转动缓慢打开,此时投影幕布57上将会呈现实验台上周围环境的信息,由于气缸推杆52高度的变化引起第一摄像设备53和第二摄像设备54拍摄角度的变化,因此需要再次调控第一摄像设备53和第二摄像设备54的拍摄角度,使其全方位记录实验台上的实验信息,当教学人员在实验台上进行实验操作时,其操作步骤都会由起第一摄像设备53和第二摄像设备54进行记录,图像信息进一步由数据线传输至计算机系统6的输入单元604,输入单元604通过总线607将视频信息数据传送至图形处理单元603,图形处理单元603对实验台上的环境信息进行处理,优化图像目标再由总线607及通信单元606将图像信息发送至中央处理单元601,中央处理单元601对视频图像进行优化,分别发送至存储器单元602和输出单元605,由存储器单元602对原始数据进行记录,同时输出单元605为计算机外部信号接口,其通过信号线与投影幕布57连接,通信单元606经由计算机内部因特网的网络执行通信处理,从而将实验台上的图像信息实时显示到投影幕布57上,以供显示实时实验效果,更好的帮助实验教学操作。
综上所述:本发明提供的一种显示实时实验效果的中学物理实验台,通过在实验台上划分实验操作区4和实验辅助设备放置区5,在实验辅助设备放置区5内设置由气缸51推动的气缸推杆52,并在气缸推杆52上安装摄像设备和投影幕布57,用于实时记录实验台上的环境信息,同时在实验操作区4内设置计算机系统6,用于实时传输实验效果,从而实现在实验教学中可以观察到老师的演示,达到实现能为学生提供准确、逼真的物理实验信息,更好地帮助学习者了解和掌握物理实验过程,学习效果较佳,提高学生的实验学习效率。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种显示实时实验效果的中学物理实验台,其特征在于,包括台面(1)以及固定在台面(1)底部四个端角处的支撑腿(2);所述台面(1)上通过分隔板(3)划分有实验操作区(4)和实验辅助设备放置区(5);所述台面(1)在实验操作区(4)的一端角上安装有计算机系统(6),计算机系统(6)内嵌在台面(1)的空腔内,在台面(1)的底部还安装有气泵,气泵连接有气压推杆(7),气压推杆(7)的另一端连接在计算机系统(6)的背面;所述实验辅助设备放置区(5)内设置有气缸(51),气缸(51)分为左右两组安装在台面(1)上,左右两组的气缸(51)上还连接有气缸推杆(52),气缸推杆(52)与台面(1)垂直设置,在气缸推杆(52)的顶部还安装有摄像设备,摄像设备分为第一摄像设备(53)和第二摄像设备(54),第一摄像设备(53)和第二摄像设备(54)均通过卡座(55)固定,卡座(55)的中心处通过螺栓旋转连接在转盘(56)上,转盘(56)固定安装在气缸推杆(52)顶部的端面上;在左右两组所述的气缸推杆(52)之间还设置有投影幕布(57),投影幕布(57)卷绕在卷轴(58)上,卷轴(58)的两端固定连接在气缸推杆(52)上。
2.如权利要求1所述的一种显示实时实验效果的中学物理实验台,其特征在于:所述计算机系统(6)包括中央处理单元(601)、存储器单元(602)、图形处理单元(603)、输入单元(604)、输出单元(605)和通信单元(606),中央处理单元(601)为计算机内部中央处理器,其CPU型号选用Intel i7处理器;存储器单元(602)的型号选用一种可编程可擦写存储器芯片Intel2716;图形处理单元(603)选用型号为Intel740的独立显卡芯片;输入单元(604)为计算机内部信号接口,其通过信号线与第一摄像设备(53)和第二摄像设备(54)连接;输出单元(605)为计算机外部信号接口,其通过信号线与投影幕布(57)连接;通信单元(606)经由计算机内部因特网的网络执行通信处理。
3.如权利要求2所述的一种显示实时实验效果的中学物理实验台,其特征在于,所述中央处理单元(601)、存储器单元(602)、图形处理单元(603)、输入单元(604)、输出单元(605)和通信单元(606)均通过总线(607)彼此相连。
4.如权利要求3所述的一种显示实时实验效果的中学物理实验台,其特征在于,所述总线(607)以及用于连接各设备单元的信号线均穿插在台面(1)的空腔内。
5.如权利要求1所述的一种显示实时实验效果的中学物理实验台,其特征在于:所述计算机系统(6)通过气压推杆(7)上下活动嵌合在台面(1)上。
6.如权利要求1所述的一种显示实时实验效果的中学物理实验台,其特征在于:所述卷轴(58)通过轴承、法兰与气缸推杆(52)之间旋转连接。
7.如权利要求1所述的一种显示实时实验效果的中学物理实验台,其特征在于,所述第一摄像设备(53)和第二摄像设备(54)可以是微型摄像头或微型数码相机。
8.如权利要求1所述的一种显示实时实验效果的中学物理实验台,其特征在于,所述气压推杆(7)和气缸(51)均受控于计算机系统(6),计算机系统(6)上设置有相应的操作键盘。
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