CN110796938B - 直流电路动态展示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直流电路动态展示装置，包括演示装置和运动装置：演示装置包括安装板，安装板上设有安装槽，安装槽内设有磁翻柱，安装板上方设有展示板，展示板上设有观察槽，展示板上还设有电池槽、开关、灯泡；运动装置包括放置箱，放置箱内设隔板、底部设有底板，隔板上设有通孔，其中一个通孔内设有电机转轴，其他通孔内设有轴承，轴承内设有旋转轴，旋转轴上设有同步轮，同步轮上设有同步带，同步带上设有安装永久磁钢的金属支板，永久磁钢运动时使位于正上方的磁翻柱翻转以模拟电流流动，金属支板触发接近开关控制灯泡的点亮和熄灭。本发明的直流电路动态展示装置，通过磁翻柱不同颜色两个面的翻转，将电路中电流的抽象概念形象地体现出来。

Description

直流电路动态展示装置

技术领域

本发明涉及教学器材的技术领域，特别涉及直流电路动态展示装置。

背景技术

电路是由导线和电气、电子部件组成的导电回路。在电路输入端加上电源使输入端产生电势差，连通时电路即可工作。科学上把单位时间里通过导体任一横截面的电量叫做电流强度，简称电流。电学上规定正电荷定向流动的方向为电流方向。

目前电流的存在，仅仅通过电流表偏转测试出来。

然而，采用电流表偏转的方式进行测试，仍然存在以下不足之处：

1、对电流这样的看不见摸不着的抽象概念很难理解；

2、对电路中电流是如何流动的概念模糊不清。

发明内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本发明提供直流电路动态展示装置，采用磁翻柱翻转的方式将电流形象化，通过磁翻柱的翻动过程将电流的流动方式具体化。

本发明解决所采用的技术方案是：

直流电路动态展示装置，包括演示装置和运动装置：

所述演示装置包括安装板，安装板上设置有圆角矩形环状的安装槽，安装槽内设置有磁翻柱，安装槽的槽宽等于磁翻柱的柱体高度，安装板的上方设置有与其大小相同的展示板，展示板上设置有观察槽，观察槽位于安装槽的正上方，观察槽的槽宽小于安装槽的槽宽，展示板板面上的观察槽正上方设置有电池槽、开关、灯泡，灯泡包括第一灯泡和第二灯泡，所设电池槽正下方的安装槽内不设置磁翻柱。

所述运动装置包括放置箱，放置箱内设置有与放置箱内壁垂直固定连接的隔板，隔板将放置箱分为上下两层，下层放置箱内设置有与隔板垂直的电机固定板，电机固定板的一侧设置有电机。

所述隔板上位于安装槽四角下方设置有至少四个通孔，其中一个通孔内安装电机转轴，其余几个用于安装旋转轴。

所述旋转轴和电机转轴上设置有同步轮，所设多个同步轮相对于隔板的高度相同，同步轮上设置有环状同步带，同步带设置于安装槽的正下方，同步带的轮廓形成与安装槽同样的形状，同步带的外圈设置有“L”型凸起，凸起的“L”型开口端向上并且面向同步带安装，凸起的顶端设置有磁钢，所设磁钢包括磁极性相反的第一磁钢和第二磁钢，磁钢通过凸起顶端所设的固定螺孔固定，凸起远离同步带的侧面设置有金属平板，所述金属平板的垂直边缘设置有圆角，用于保证多组并列的金属平板移动时互不干扰。

所述隔板上还设置有固定支架和穿线孔，固定支架顶端设置有接近开关，接近开关设置于灯泡的下方，接近开关的顶端不触碰安装板，接近开关的触发端面向同步带的外圈，并且接近开关由金属平板触发，接近开关的触发端与金属平板之间设置有间隙，所设接近开关包括第一接近开关和第二接近开关，第一接近开关和第二接近开关分别控制第一灯泡和第二灯泡的点亮和熄灭。

上述开关、灯泡，接近开关的引线通过所设穿线孔进入下层放置箱，并与下层放置箱内所设电机和直流电源模块电气连接。

进一步的，通孔包括第一通孔，第一通孔的内径大于电机转轴的外径，电机转轴穿过第一通孔，从而使电机转轴的端面高于隔板的水平顶面。

通孔还包括第二通孔，第二通孔内设置有轴承，第二通孔的内径等于轴承的外径，轴承的内环设置有旋转轴，旋转轴的高度和外径与电机转轴高度和外径相同。

第二通孔的孔壁上设置有隔板键槽，旋转轴的轴壁底端设置有旋转轴键槽。

进一步的，轴承外环和内环分别设置有外平键和内平键，外平键卡入隔板键槽将轴承的外环固定于隔板上，内平键卡入旋转轴键槽将旋转轴固定于轴承的内环.

进一步的，所述运动装置还包括底板，底板设置于放置箱底端的箱口内并与放置箱的底部齐平，放置箱顶端开口处设置有支撑槽，支撑槽的槽壁相比放置箱的内壁更靠近放置箱的外壁，安装槽和展示板的组合部件与支撑槽的大小相同。

进一步的，展示板采用透明亚克力材料，展示板水平顶面除观察槽区域外设置贴纸层，利于观察磁翻柱的转动情况。

进一步的，隔板键槽和旋转轴键槽的槽深与轴承高度相同，用于保证旋转轴和电机转轴中心轴线相互平行。

进一步的，同步轮的轮壁上至少设置一个带内螺纹的锁紧螺孔，用于保证同步轮可靠牢固的固定于旋转轴或电机转轴上。

电机固定板远离电机的一侧设置有加强筋，加强筋垂直固定连接于电机固定板和隔板上，用于提高电机固定板的承载能力，防止因电机运行时抖动而产生误差。

旋转轴和电机转轴的端面设置有倒角，用于固定同步轮时方便安装。

进一步的，放置箱顶端开口处设置有支撑槽，支撑槽的槽壁相比放置箱的内壁更靠近放置箱的外壁，安装槽和展示板的组合部件与支撑槽的大小相同。

支撑槽槽壁和放置箱底部内壁上设置有卡扣，用于保证安装板102和底板221安装的牢固性。

直流电路动态展示装置的工作方法，包括：

初始化：接通演示装置的总电源，并通过开关将磁钢隐藏至电池槽的正下方；

演示过程：打开开关，直流电源模块驱动电机运转，此时，电机带动同步轮旋转，同时同步带旋转带动凸起运转；

按运转方向首组凸起上所设的第一磁钢移动至磁翻柱正下方，使磁翻柱旋转180度，按运转方向末组凸起上所设的第二磁钢移动至磁翻柱正下方，使磁翻柱再旋转180度，恢复至原始状态，此时，通过观察槽观察磁翻柱，其表现为一段固定距离的磁翻柱沿运转方向移动，以此模拟电流；

运转过程中当凸起靠近接近开关时，凸起上所设的金属平板触发接近开关，并控制灯泡点亮，接近开关未被触发时灯泡始终保持熄灭状态；

运转过程中，第一、二接近开关分别被触发后，分别点亮第一、二灯泡，从展示板观察时，观察槽内一段固定距离的移动磁翻柱仅在通过灯泡时，灯泡才被点亮，模拟出电流点亮灯泡的过程。

进一步的，磁翻柱上、下两半封闭涂覆设置为蓝色、红色，以作区分。

本发明的一种道路沥青加速冷却车的优点在于：

1、通过磁翻柱不同颜色两个面的翻转，将电路中电流的抽象概念形象地表现出来；

2、所设磁翻柱上有一段固定距离的被翻转并按照运转皮带的转动方向运动，经过灯泡时灯泡点亮，将电流点亮灯泡的过程具体地表现出来。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要的附图作简单介绍，下列描述中的附图是本发明的实施方式。

图1是本发明实例提供直流电路动态展示装置的总示意图；

图2是本发明实例提供直流电路动态展示装置的演示装置爆炸示意图；

图3是本发明实例提供直流电路动态展示装置的运动装置爆炸示意图；

图4是本发明实例提供直流电路动态展示装置的运动装置主视剖面示意图；

图5是本发明实例提供直流电路动态展示装置的电机安装剖视示意图；

图6是本发明实例提供直流电路动态展示装置的放置箱局部爆炸示意图；

图7是本发明实例提供直流电路动态展示装置的运动装置总示意图；

图8是本发明实例提供直流电路动态展示装置的放置箱局部示意图；

图9是本发明实例提供直流电路动态展示装置的电路示意图。

图中:

1、演示装置，2、运动装置，

101、磁翻柱，102、安装板，103、安装槽，104、展示板，105、观察槽，106、电池槽，107、开关，108、灯泡，108-A、第一灯泡，108-B、第二灯泡，

201、放置箱，202、通孔，202-A、第一通孔，202-B、第二通孔，203、隔板键槽， 204、轴承，205、外平键，206、内平键，207、旋转轴，208、旋转轴键槽，209、电机， 210、同步轮，211、同步带，212、凸起，213、金属平板，214、固定螺孔，215、磁钢， 215-A、第一磁钢，215-B、第二磁钢，216、接近开关，216-A、第一接近开关， 216-B、第二接近开关，217、隔板，218、电机固定板，219、加强筋，221、底板， 222、支撑槽，223、固定支架，224、过线孔。

具体实施方式

为了更加清楚地、明确地说明本发明的具体实施目的和实施方式，下面将对本发明技术方案进行完整的描述，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。在未做出创造性劳动的前提下，基于本发明所描述实施例的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

直流电路动态展示装置，包括演示装置1和运动装置2：

所述演示装置1包括安装板102，如图2所示，安装板102上设置有安装槽103，安装槽103为圆角环状的矩形，安装槽103内设置有磁翻柱101，磁翻柱101内设磁钢并按照磁极方向使用红色和蓝色对磁翻柱101曲面进行区分，安装槽103的槽宽等于磁翻柱101的柱体高度，安装板102的上方设置有与其大小相同的展示板104，展示板104采用透明亚克力材料，展示板104上设置有观察槽105，除观察槽105区域外展示板104水平顶面设置有白色贴纸层，利于观察磁翻柱101的转动情况，观察槽105位于安装槽103的正上方，观察槽105的槽宽小于安装槽103的槽宽，如图1所示，展示板104板面上的观察槽105正上方设置有电池槽106、开关107、灯泡108，灯泡108包括第一灯泡108-A和第二灯泡108-B，此处的电池槽106为了保证电路完整性所设，仅是展示部件不对其他部件供电，所设电池槽106正下方的安装槽103内不设置磁翻柱101。

所述运动装置2包括放置箱201，如图4所示，放置箱201内设置有与放置箱201内壁垂直固定连接的隔板217，隔板217将放置箱201分为上下两层，下层放置箱201内设置有与隔板217垂直的电机固定板218，如图5所示，电机固定板218的一侧设置有电机209，电机固定板218的另一侧设置有加强筋219，加强筋219垂直固定连接于电机固定板218和隔板 217上，用于提高电机固定板218的承载能力，防止因电机209运行时抖动而产生误差。

所述隔板217上位于安装槽103四角下方设置有至少四个通孔202，如图3所示，其中一个通孔202内安装电机209转轴，其余几个用于安装旋转轴207。

所述通孔202包括第一通孔202-A，如图3所示，第一通孔202-A的内径大于电机209转轴的外径，电机209转轴穿过第一通孔202-A，从而使电机209转轴的端面高于隔板217的水平顶面。所述通孔202还包括第二通孔202-B，如图6所示，第二通孔202-B的孔壁上设置有隔板键槽203，第二通孔202-B内设置有轴承204，第二通孔202-B的内径等于轴承204 的外径，轴承204的内环设置有旋转轴207，旋转轴207的轴壁底端设置有旋转轴键槽208，旋转轴207的高度和外径与电机209转轴高度和外径相同。所述轴承204外环和内环分别设置有外平键205和内平键206，如图6所示，外平键205卡入隔板键槽203将轴承204的外环固定于隔板217上，内平键206卡入旋转轴键槽208将旋转轴207固定于轴承204的内环，隔板键槽203和旋转轴键槽208的槽深与轴承204高度相同，用于保证旋三个转轴207和电机209转轴中心轴线相互平行。

所述旋转轴207和电机209转轴上共设置有四个同步轮210，如图6所示，旋转轴207和电机209转轴的端面设置有倒角，用于固定同步轮210时方便安装，同步轮210的轮壁上至少设置一个带内螺纹的锁紧螺孔，用于保证同步轮210可靠牢固的固定于旋转轴207或电机209转轴上，如图7所示，所设同步轮210相对于隔板217的高度相同，同步轮210上设置有环状同步带211，如图7所示，同步带211设置于安装槽103的正下方，同步带211轮廓形成与安装槽103同样的圆角环状矩形。

所述同步带211的外圈共设置有三组“L”型凸起212，如图8所示，凸起212的“L”型开口端向上并且面向同步带211安装，首末两组凸起212的顶端设置有磁钢215，所设磁钢215包括磁极性相反的第一磁钢215-A和第二磁钢215-B，两组磁钢215通过凸起212顶端所设的固定螺孔214固定，凸起212远离同步带211的侧面设置有金属平板213，金属平板213的垂直边缘设置有圆角，用于保证多组并列的金属平板213移动时互不干扰。

所述隔板217上还设置有固定支架223和穿线孔224，如图8所示，固定支架223顶端设置有接近开关216，接近开关216采用输出常开节点PNP型，接近开关216设置于灯泡108的下方，接近开关216的顶端不触碰安装板102，接近开关216的触发端面向同步带211的外圈，并且接近开关216由金属平板213触发，接近开关216的触发端与金属平板213之间设置有间隙，用于保证金属平板213的正常运转，所设接近开关216包括第一接近开关216-A 和第二接近开关216-B，第一接近开关216-A和第二接近开关216-B分别控制第一灯泡108-A和灯泡 108-B的点亮和熄灭。

上述开关107、灯泡108，接近开关216的引线通过所设穿线孔224进入下层放置箱201，并与下层放置箱201内所设电机209和直流电源模块电气连接，电气连接的电路图，如图9 所示，本实施例中要特别注意引线的敷设不影响运动部件的移动或旋转。

如图3和图7所示，所述运动装置2底部设置有与放置箱201底部齐平底板221。所述放置箱201顶端开口处设置有支撑槽222，如图4和图6所示，支撑槽222的槽壁相比放置箱201的内壁更靠近放置箱201的外壁，安装槽103和展示板104的组合部件与支撑槽222的大小相同。支撑槽222槽壁和放置箱201底部内壁上设置有卡扣，用于保证安装板102和底板221安装的牢固性。

根据上述结构，下面将对本发明直流电路动态展示装置的实施例工作流程做进一步说明：

初始化：接通演示装置的总电源，并通过开关107将磁钢215隐藏至电池槽106的正下方，通过观察槽105能够观察到磁翻柱101的蓝色曲面向上，蓝色的磁翻柱101表示为导线，形象地将电池槽106、开关107、灯泡108组合成为闭合电路；

演示过程：打开开关107，直流电源模块驱动电机209运转，此时，电机209带动同步轮 210旋转，同时同步带211旋转带动凸起212运转；

按运转方向首组凸起212上所设的第一磁钢215-A移动至磁翻柱101正下方，使磁翻柱 101旋转180度至红色曲面向上，按运转方向末组凸起212上所设的第二磁钢215-B移动至磁翻柱101正下方，使磁翻柱101再旋转180度，恢复至蓝色曲面向上的原始状态，此时，通过观察槽105观察磁翻柱101，其表现为环形的蓝色磁翻柱101上一段固定距离的红色磁翻柱101沿运转方向移动，以此模拟电流；

运转过程中当凸起212靠近接近开关216时，凸起212上所设的金属平板213触发接近开关216，并控制灯泡108点亮，接近开关216未被触发时灯泡108始终保持熄灭状态，其表现为；仅在灯泡108底部通过红色的磁翻柱101时灯泡108点亮，反之，灯泡108底部通过蓝色的磁翻柱101时灯泡108熄灭。

运转过程中，第一、二接近开关216-A、216-B分别被触发后，分别点亮第一、二灯泡108-A、 108-B，从展示板104观察时，观察槽105内一段固定距离的移动磁翻柱101仅在通过灯泡 108时，灯泡108才被点亮，模拟出电流点亮灯泡108的过程。

以上述依据，本发明直流电路动态展示装置的实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。

本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.直流电路动态展示装置，其特征在于：

所述展示装置，包括演示装置(1)和运动装置(2)：

所述演示装置(1)包括安装板(102)，安装板(102)上设置有圆角矩形环状的安装槽(103)，安装槽(103)内设置有磁翻柱(101)，安装槽(103)的槽宽等于磁翻柱(101)的柱体高度，安装板(102)的上方设置有与其大小相同的展示板(104)，展示板(104)上设置有观察槽(105)，观察槽(105)位于安装槽(103)的正上方，观察槽(105)的槽宽小于安装槽(103)的槽宽，展示板(104)板面上的观察槽(105)正上方设置有电池槽(106)、开关(107)、灯泡(108)，灯泡(108)包括第一灯泡(108-A)和第二灯泡(108-B)，所设电池槽(106)正下方的安装槽(103)内不设置磁翻柱(101)；

所述运动装置(2)包括放置箱(201)，放置箱(201)内设置有与放置箱(201)内壁垂直固定连接的隔板(217)，隔板(217)将放置箱(201)分为上下两层，下层放置箱(201)内设置有与隔板(217)垂直的电机固定板(218)，电机固定板(218)的一侧设置有电机(209)，

所述隔板(217)上位于安装槽(103)四角下方设置有至少四个通孔(202)，其中一个通孔(202)内安装电机(209)转轴，其余几个用于安装旋转轴(207)，

所述旋转轴(207)和电机(209)转轴上设置有同步轮(210)，所设多个同步轮(210)相对于隔板(217)的高度相同，同步轮(210)上设置有环状同步带(211)，同步带(211)设置于安装槽(103)的正下方，同步带(211)的轮廓形成与安装槽(103)同样的形状，同步带(211)的外圈设置有“L”型凸起(212)，凸起(212)的“L”型开口端向上并且面向同步带(211)安装，凸起(212)的顶端设置有磁钢(215)，所设磁钢(215)包括磁极性相反的第一磁钢(215-A)和第二磁钢(215-B)，磁钢(215)通过凸起(212)顶端所设的固定螺孔(214)固定，凸起(212)远离同步带(211)的侧面设置有金属平板(213)，所述金属平板(213)的垂直边缘设置有圆角，用于保证多组并列的金属平板(213)移动时互不干扰，

所述隔板(217)上还设置有固定支架(223)和穿线孔(224)，固定支架(223)顶端设置有接近开关(216)，接近开关(216)设置于灯泡(108)的下方，接近开关(216)的顶端不触碰安装板(102)，接近开关(216)的触发端面向同步带(211)的外圈，并且接近开关(216)由金属平板(213)触发，接近开关(216)的触发端与金属平板(213)之间设置有间隙，所设接近开关(216)包括第一接近开关(216-A)和第二接近开关(216-B)，第一接近开关(216-A)和第二接近开关(216-B)分别控制第一灯泡(108-A)和第二灯泡(108-B)的点亮和熄灭，

上述开关(107)、灯泡(108)，接近开关(216)的引线通过所设穿线孔(224)进入下层放置箱(201)，并与下层放置箱(201)内所设电机(209)和直流电源模块电气连接。

2.根据权利要求1所述的直流电路动态展示装置，其特征在于：

通孔(202)包括第一通孔(202-A)，第一通孔(202-A)的内径大于电机(209)转轴的外径，电机(209)转轴穿过第一通孔(202-A)，从而使电机(209)转轴的端面高于隔板(217)的水平顶面；

通孔(202)还包括第二通孔(202-B)，第二通孔(202-B)内设置有轴承(204)，第二通孔(202-B)的内径等于轴承(204)的外径，轴承(204)的内环设置有旋转轴(207)，旋转轴(207)的高度和外径与电机(209)转轴高度和外径相同；

第二通孔(202-B)的孔壁上设置有隔板键槽(203)，旋转轴(207)的轴壁底端设置有旋转轴键槽(208)。

3.根据权利要求1所述的直流电路动态展示装置，其特征在于：

轴承(204)外环和内环分别设置有外平键(205)和内平键(206)，外平键(205)卡入隔板键槽(203)将轴承(204)的外环固定于隔板(217)上，内平键(206)卡入旋转轴键槽(208)将旋转轴(207)固定于轴承(204)的内环。

4.根据权利要求1所述的直流电路动态展示装置，其特征在于：

所述运动装置(2)还包括底板(221)，底板(221)设置于放置箱(201)底端的箱口内并与放置箱(201)的底部齐平，放置箱(201)顶端开口处设置有支撑槽(222)，支撑槽(222)的槽壁相比放置箱(201)的内壁更靠近放置箱(201)的外壁，安装槽(103)和展示板(104)的组合部件与支撑槽(222)的大小相同。

5.根据权利要求1所述的直流电路动态展示装置，其特征在于：

展示板(104)采用透明亚克力材料，展示板(104)水平顶面除观察槽(105)区域外设置贴纸层，利于观察磁翻柱(101)的转动情况。

6.根据权利要求1所述的直流电路动态展示装置，其特征在于：

隔板键槽(203)和旋转轴键槽(208)的槽深与轴承(204)高度相同，用于保证旋转轴(207)和电机(209)转轴中心轴线相互平行。

7.根据权利要求1所述的直流电路动态展示装置，其特征在于：

同步轮(210)的轮壁上至少设置一个带内螺纹的锁紧螺孔，用于保证同步轮(210)可靠牢固的固定于旋转轴(207)或电机(209)转轴上；

电机固定板(218)远离电机(209)的一侧设置有加强筋(219)，加强筋(219)垂直固定连接于电机固定板(218)和隔板(217)上，用于提高电机固定板(218)的承载能力，防止因电机(209)运行时抖动而产生误差；

旋转轴(207)和电机(209)转轴的端面设置有倒角，用于固定同步轮(210)时方便安装。

8.根据权利要求1所述的直流电路动态展示装置，其特征在于：

放置箱(201)顶端开口处设置有支撑槽(222)，支撑槽(222)的槽壁相比放置箱(201)的内壁更靠近放置箱(201)的外壁，安装槽(103)和展示板(104)的组合部件与支撑槽(222)的大小相同；

支撑槽(222)槽壁和放置箱(201)底部内壁上设置有卡扣，用于保证安装板(102)和底板(221)安装的牢固性。

9.根据权利要求1所述的直流电路动态展示装置的工作方法，其特征在于：

初始化：接通演示装置的总电源，并通过开关(107)将磁钢(215)隐藏至电池槽(106)的正下方；

演示过程：打开开关(107)，直流电源模块驱动电机(209)运转，此时，电机(209)带动同步轮(210)旋转，同时同步带(211)旋转带动凸起(212)运转；

按运转方向首组凸起(212)上所设的第一磁钢(215-A)移动至磁翻柱(101)正下方，使磁翻柱(101)旋转180度，按运转方向末组凸起(212)上所设的第二磁钢(215-B)移动至磁翻柱(101)正下方，使磁翻柱(101)再旋转180度，恢复至原始状态，此时，通过观察槽(105)观察磁翻柱(101)，其表现为一段固定距离的磁翻柱(101)沿运转方向移动，以此模拟电流；

运转过程中当凸起(212)靠近接近开关(216)时，凸起(212)上所设的金属平板(213)触发接近开关(216)，并控制灯泡(108)点亮，接近开关(216)未被触发时灯泡(108)始终保持熄灭状态；

运转过程中，第一、二接近开关(216-A、216-B)分别被触发后，分别点亮第一、二灯泡(108-A、108-B)，从展示板(104)观察时，观察槽(105)内一段固定距离的移动磁翻柱(101)仅在通过灯泡(108)时，灯泡(108)才被点亮，模拟出电流点亮灯泡(108)的过程。

10.根据权利要求9所述的直流电路动态展示装置的工作方法，其特征在于：

磁翻柱(101)上、下两半封闭涂覆设置为蓝色、红色，以作区分。

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