CN110085103A - 一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪 - Google Patents

一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪,包括支架、底座、钢丝和砝码盘,所述支架固定连接在底座上,所述支架顶部的上夹套内夹接有钢丝的一端,所述钢丝的另一端套接有下夹头,所述下夹头的底端通过挂杆固定连接有砝码盘,通过撑杆、第一齿轮和装置盒的组合,实现了简单便捷的放置砝码,有效避免了放置砝码时造成钢丝绳剧烈晃动,影响实验结果,通过砝码放置在放置杆上会抵压T型杆下移,使第一齿轮转动带动撑杆和滑套转动,对准砝码盘和挂杆,推板逐步推动放置杆上的砝码移动至砝码盘上,有效减缓了钢丝的晃动,减少实验的观测时间,确保实验结果的准确性。

Description

一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪
技术领域
本发明涉及物理教学仪器技术领域,具体为一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪。
背景技术
杨氏模量的测量是大学物理实验中的一个重要实验,传统的拉伸法测定金属丝杨氏模量实验仪采用光杠杆原理,通过增减砝码,将金属丝的微小伸长量通过镜面光杠杆放大,并通过置于远处的望远镜和标尺进行观测,实验过程中,需要手动小心增减砝码,手动增加的过程中不可避免的使待测钢丝容易发生上下振动和左右晃动,干扰观测、读数,导致读数困难和测量不准,从而耽误做实验的时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪,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:一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪,包括支架、底座、钢丝和砝码盘,所述支架固定连接在底座上,所述支架顶部的上夹套内夹接有钢丝的一端,所述钢丝的另一端套接有下夹头,所述下夹头的底端通过挂杆固定连接有砝码盘,所述底座上放置有多个与砝码盘相对应的砝码;
所述底座为空腔结构,所述底座的内底壁上转动连接有撑杆的底端,所述撑杆的底部固定套接有第一齿轮,所述第一齿轮的侧边啮合有第一齿条,所述第一齿条顶端的滑块滑动连接在底座内顶壁所开设的滑槽上,所述第一齿条的一侧侧壁通过L型杆固定连接第二铜触片,所述L型杆通过多个第一弹簧与底座的内侧壁相连接,所述底座的内底壁上固定连接有与第二铜触片相对应的第一铜触片,所述第一齿条的另一侧侧壁上固定连接有第一铁块,所述底座的内底壁上固定连接有与第一铁块相对应的第一电磁铁,所述撑杆的顶端活动贯穿底座的顶壁,且撑杆的上活动套接有滑套,所述滑套的侧壁上螺纹连接有螺栓,所述螺栓螺纹贯穿滑套的侧壁且与撑杆相抵接,所述滑套远离螺栓的一侧固定连接有转动盒,所述转动盒的内部设有第二齿轮,所述第二齿轮的中心固定插接有转轴,所述转轴的一端转动连接在转动盒的内腔后侧壁上,所述转轴的另一端活动贯穿转动盒的前侧壁且固定连接有转动柄,所述转动盒的前侧壁上固定连接有与转动柄相对应的固定套,所述转动盒前侧壁的上部固定连接有第一导轨,所述固定套的侧壁滑动连接在第一导轨上,所述转动盒前后侧壁相对的一侧均固定连接有第二导轨,所述第二齿轮的侧边啮合有第二齿条,所述第二齿条的侧壁滑动连接在第二导轨上,所述第二齿条的顶端固定连接有固定板,所述固定板上垂直固定连接有两个相互平行设置且形成条形口的放置杆,其中一个所述放置杆的底部固定连接有装置盒,所述装置盒的侧壁与第二齿条的垂直连接,所述装置盒的内底壁上转动连接有转动杆的一端,所述转动杆通过第二弹簧与装置盒的内底壁相连接,所述转动杆的另一端固定连接有第四铜触片,所述装置盒的内侧壁上固定连接有与第四铜触片相对应的第三铜触片,所述转动杆的上方设有活动贯穿放置杆的T型杆,且T型杆上活动套接有与放置杆固定连接的第三弹簧,所述装置盒的内侧壁通过第四弹簧连接有连接杆,所述装置盒的后侧壁上开设有条形口,所述连接杆的一端活动贯穿条形口且固定连接有推板,所述连接杆的另一端垂直固定连接有顶杆的一端,所述顶杆的另一端活动贯穿第二齿条且固定连接有第二铁块,所述第二齿条和固定板的侧壁上共同固定连接有与第二铁块相对应的第二电磁铁,所述第一铜触片、第二铜触片、第二铁块、第二电磁铁和外部电源组成一条串联回电路,所述第三铜触片、第四铜触片、第一铁块、第一电磁铁和外部电源组成另一条串联电路。
优选的,所述第二齿轮的周长是砝码高度的两倍。
优选的,所述第一铁块和第一电磁铁之间的距离与第一铜触片和第二铜触片之间的距离相同
优选的,所述装置盒远离第二齿条的一侧侧壁上固定连接有减震海绵块。
优选的,所述推板位于两个放置杆之间。
优选的,所述放置杆的长度大于砝码长度的一半小于砝码长度。
优选的,所述转动柄上固定连接有两个对称设置的第三铁块。
优选的,所述固定套的内顶壁上固定连接有与第三铁块相对应的永磁铁。
优选的,所述撑杆上开设有刻度线。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过撑杆、第一齿轮和装置盒的组合,实现了简单便捷的放置砝码,有效避免了放置砝码时造成钢丝绳剧烈晃动,影响实验结果,通过砝码放置在放置杆上会抵压T型杆下移,使第一齿轮转动带动撑杆和滑套转动,对准砝码盘和挂杆,第二电磁铁通电后会吸引第二铁块和顶杆右移使推板逐步推动放置杆上的砝码移动至砝码盘上,有效减缓了钢丝的晃动,减少实验的观测时间,确保实验结果的准确性。
附图说明
图1为本发明结构示意图;
图2为A部放大示意图;
图3为B部放大示意图;
图4为图2中转动盒表面示意图;
图5为图2中放置杆的俯视图。
图中:支架1、底座2、钢丝3、砝码盘4、撑杆5、第一齿轮6、第一铁块7、第一电磁铁8、第一齿条9、装置盒10、第二齿轮11、转动盒12、滑套13、螺栓14、第二铁块15、顶杆16、第二电磁铁17、推板18、T型杆19、放置杆20、第一铜触片21、第二铜触片22、第二齿条23、第三铜触片24、第四铜触片25、L型杆26、转动柄27、固定套28、第一导轨29、固定板30、转动杆31。
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1-5,本发明提供一种技术方案:一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪,包括支架1、底座2、钢丝3和砝码盘4,支架1固定连接在底座2上,支架1顶部的上夹套内夹接有钢丝3的一端,钢丝3的另一端套接有下夹头,下夹头的底端通过挂杆固定连接有砝码盘4,底座2上放置有多个与砝码盘4相对应的砝码;
底座2为空腔结构,底座2的内底壁上转动连接有撑杆5的底端,撑杆5上开设有刻度线,确保可以对准刻度调节,更加准确,撑杆5的底部固定套接有第一齿轮6,第一齿轮6的侧边啮合有第一齿条9,第一齿条9顶端的滑块滑动连接在底座2内顶壁所开设的滑槽上,第一齿条9的一侧侧壁通过L型杆26固定连接第二铜触片22,L型杆26通过多个第一弹簧与底座2的内侧壁相连接,底座2的内底壁上固定连接有与第二铜触片22相对应的第一铜触片21,第一齿条9的另一侧侧壁上固定连接有第一铁块7,底座2的内底壁上固定连接有与第一铁块7相对应的第一电磁铁8,撑杆5的顶端活动贯穿底座2的顶壁,且撑杆5的上活动套接有滑套13,滑套13的侧壁上螺纹连接有螺栓14,螺栓14螺纹贯穿滑套13的侧壁且与撑杆5相抵接,滑套13远离螺栓14的一侧固定连接有转动盒12,转动盒12的内部设有第二齿轮11,第二齿轮11的周长是砝码高度的两倍,确保转动柄27转动180度时,第二齿轮11啮合第二齿条23上移的高度与砝码相同,便于砝码盘4上累积多个砝码,第二齿轮11的中心固定插接有转轴,转轴的一端转动连接在转动盒12的内腔后侧壁上,转轴的另一端活动贯穿转动盒12的前侧壁且固定连接有转动柄27,转动柄27上固定连接有两个对称设置的第三铁块,转动盒12的前侧壁上固定连接有与转动柄27相对应的固定套28,固定套28的内顶壁上固定连接有与第三铁块相对应的永磁铁,确保手动转动转动柄27的精确性,当转动柄27转动180度后第三铁块会被永磁铁吸引,防止转动角度过大或者过小,转动盒12前侧壁的上部固定连接有第一导轨29,固定套28的侧壁滑动连接在第一导轨29上,转动盒12前后侧壁相对的一侧均固定连接有第二导轨,第二齿轮11的侧边啮合有第二齿条23,第二齿条23的侧壁滑动连接在第二导轨上,第二齿条23的顶端固定连接有固定板30,固定板30上垂直固定连接有两个相互平行设置且形成条形口的放置杆20,放置杆20的长度大于砝码长度的一半小于砝码长度,确保砝码能够稳定的放置在放置杆20上,又能便于砝码快速脱离放置杆20,其中一个放置杆20的底部固定连接有装置盒10,装置盒10远离第二齿条23的一侧侧壁上固定连接有减震海绵块,确保装置盒10转动至与砝码盘4相对时,海绵块与砝码盘4抵接,减缓砝码盘4的晃动,装置盒10的侧壁与第二齿条23的垂直连接,装置盒10的内底壁上转动连接有转动杆31的一端,转动杆31通过第二弹簧与装置盒10的内底壁相连接,转动杆31的另一端固定连接有第四铜触片25,装置盒10的内侧壁上固定连接有与第四铜触片25相对应的第三铜触片24,转动杆31的上方设有活动贯穿放置杆20的T型杆19,且T型杆19上活动套接有与放置杆20固定连接的第三弹簧,装置盒10的内侧壁通过第四弹簧连接有连接杆,装置盒10的后侧壁上开设有条形口,连接杆的一端活动贯穿条形口且固定连接有推板18,推板18位于两个放置杆20上部,确保推动时放置杆20上的砝码受力均匀,便于砝码缺口能够与拉杆对齐,连接杆的另一端垂直固定连接有顶杆16的一端,顶杆16的另一端活动贯穿第二齿条23且固定连接有第二铁块15,第二齿条23和固定板的侧壁上共同固定连接有与第二铁块15相对应的第二电磁铁17,第一铜触片21、第二铜触片22、第二铁块15、第二电磁铁17和外部电源组成一条串联回电路,第三铜触片24、第四铜触片25、第一铁块7、第一电磁铁8和外部电源组成另一条串联电路,第一铁块7和第一电磁铁8之间的距离与第一铜触片21和第二铜触片22之间的距离相同,确保第一铁块7与第一电磁铁8通过吸引力相接触时,第一铜触片21和第二铜触片22也同时接触,便于第二电磁铁17吸引第二铁块15。
工作原理:接通电源,松开螺栓14,手动滑动滑套13上下移动至与砝码盘4等高,再拧紧螺栓14将滑套13固定在撑杆5上,再将砝码放置在放置杆20上,砝码缺口与放置杆20之间的缺口对齐,砝码会抵压T型杆19下移,抵压第四铜触片25和第三铜触片24相接触,第一电磁铁8通电吸引第一铁块7带动第一齿条9左移,使第一齿轮6转动带动撑杆5和滑套13转动,装置盒10侧边的海绵块与砝码盘4相抵,砝码缺口会转动至与挂杆对齐,第一电磁铁8与第一铁块7接触后,第二铜触片22与第一铜触片21接触,使第二电磁铁17通电吸引第二铁块15和顶杆16右移,使推板18推动放置杆20上的砝码移动至砝码盘4上,砝码脱离T型杆19后,第三弹簧推动T型杆19上移复原,第二弹簧顶动第四铜触片25分离断路,第一弹簧拉动第一齿条9复原,带动撑杆5转动脱离砝码盘4,有效避免了砝码放置过程中,使钢丝3产生剧烈的晃动,造成实验结果不准确,再向上推动固定套28将转动柄27转动180度,使第二齿条23上移第二齿轮11周长的一半即砝码的高度,推动固定套28对转动柄27和转轴进行限位,即可继续放置砝码进行实验。
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 (9)

1.一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪,包括支架(1)、底座(2)、钢丝(3)和砝码盘(4),其特征在于:所述支架(1)固定连接在底座(2)上,所述支架(1)顶部的上夹套内夹接有钢丝(3)的一端,所述钢丝(3)的另一端套接有下夹头,所述下夹头的底端通过挂杆固定连接有砝码盘(4),所述底座(2)上放置有多个与砝码盘(4)相对应的砝码;
所述底座(2)为空腔结构,所述底座(2)的内底壁上转动连接有撑杆(5)的底端,所述撑杆(5)的底部固定套接有第一齿轮(6),所述第一齿轮(6)的侧边啮合有第一齿条(9),所述第一齿条(9)顶端的滑块滑动连接在底座(2)内顶壁所开设的滑槽上,所述第一齿条(9)的一侧侧壁通过L型杆(26)固定连接第二铜触片(22),所述L型杆(26)通过多个第一弹簧与底座(2)的内侧壁相连接,所述底座(2)的内底壁上固定连接有与第二铜触片(22)相对应的第一铜触片(21),所述第一齿条(9)的另一侧侧壁上固定连接有第一铁块(7),所述底座(2)的内底壁上固定连接有与第一铁块(7)相对应的第一电磁铁(8),所述撑杆(5)的顶端活动贯穿底座(2)的顶壁,且撑杆(5)的上活动套接有滑套(13),所述滑套(13)的侧壁上螺纹连接有螺栓(14),所述螺栓(14)螺纹贯穿滑套(13)的侧壁且与撑杆(5)相抵接,所述滑套(13)远离螺栓(14)的一侧固定连接有转动盒(12),所述转动盒(12)的内部设有第二齿轮(11),所述第二齿轮(11)的中心固定插接有转轴,所述转轴的一端转动连接在转动盒(12)的内腔后侧壁上,所述转轴的另一端活动贯穿转动盒(12)的前侧壁且固定连接有转动柄(27),所述转动盒(12)的前侧壁上固定连接有与转动柄(27)相对应的固定套(28),所述转动盒(12)前侧壁的上部固定连接有第一导轨(29),所述固定套(28)的侧壁滑动连接在第一导轨(29)上,所述转动盒(12)前后侧壁相对的一侧均固定连接有第二导轨,所述第二齿轮(11)的侧边啮合有第二齿条(23),所述第二齿条(23)的侧壁滑动连接在第二导轨上,所述第二齿条(23)的顶端固定连接有固定板(30),所述固定板(30)上垂直固定连接有两个相互平行设置且形成条形口的放置杆(20),其中一个所述放置杆(20)的底部固定连接有装置盒(10),所述装置盒(10)的侧壁与第二齿条(23)的垂直连接,所述装置盒(10)的内底壁上转动连接有转动杆(31)的一端,所述转动杆(31)通过第二弹簧与装置盒(10)的内底壁相连接,所述转动杆(31)的另一端固定连接有第四铜触片(25),所述装置盒(10)的内侧壁上固定连接有与第四铜触片(25)相对应的第三铜触片(24),所述转动杆(31)的上方设有活动贯穿放置杆(20)的T型杆(19),且T型杆(19)上活动套接有与放置杆(20)固定连接的第三弹簧,所述装置盒(10)的内侧壁通过第四弹簧连接有连接杆,所述装置盒(10)的后侧壁上开设有条形口,所述连接杆的一端活动贯穿条形口且固定连接有推板(18),所述连接杆的另一端垂直固定连接有顶杆(16)的一端,所述顶杆(16)的另一端活动贯穿第二齿条(23)且固定连接有第二铁块(15),所述第二齿条(23)和固定板的侧壁上共同固定连接有与第二铁块(15)相对应的第二电磁铁(17),所述第一铜触片(21)、第二铜触片(22)、第二铁块(15)、第二电磁铁(17)和外部电源组成一条串联回电路,所述第三铜触片(24)、第四铜触片(25)、第一铁块(7)、第一电磁铁(8)和外部电源组成另一条串联电路。
2.根据权利要求1所述的一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪,其特征在于:所述第二齿轮(11)的周长是砝码高度的两倍。
3.根据权利要求1所述的一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪,其特征在于:所述第一铁块(7)和第一电磁铁(8)之间的距离与第一铜触片(21)和第二铜触片(22)之间的距离相同。
4.根据权利要求1所述的一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪,其特征在于:所述装置盒(10)远离第二齿条(23)的一侧侧壁上固定连接有减震海绵块。
5.根据权利要求1所述的一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪,其特征在于:所述推板(18)位于两个放置杆(20)上部。
6.根据权利要求1所述的一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪,其特征在于:所述放置杆(20)的长度大于砝码长度的一半小于砝码长度。
7.根据权利要求1所述的一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪,其特征在于:所述转动柄(27)上固定连接有两个对称设置的第三铁块。
8.根据权利要求7所述的一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪,其特征在于:所述固定套(28)的内顶壁上固定连接有与第三铁块相对应的永磁铁。
9.根据权利要求1所述的一种用于物理实验的减震杨氏模量测量仪,其特征在于:所述撑杆(5)上开设有刻度线。
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