CN111017543B - 一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置 - Google Patents

一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置，包括工件料盘，工件料盘一侧设有工件抓取机构，工件抓取机构包括第一导轨，第一导轨上有第一丝杠，第一导轨上有第一支架，第一机械手组件包括第二导轨，第二导轨上有第二丝杠，第二导轨一端有第二电机，工件抓取组件包括第一安装块、第一气缸、第一机械手，第一导轨与工件料盘之间有输送组件，输送组件的一侧有安装框架，安装框架上有检测机构和工件转移机构，工件转移机构包括第三导轨，第三导轨上有第三丝杠，第三丝杠的一端有滑动轮组件，安装框架上有第三电机，工件转移机构包括第二安装块成品料盘与第四导轨之间有输送组件。该发明操作简单、无需手动捡待传输物品。

Description

一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置
技术领域
本发明涉及教学器材技术领域，具体讲的是一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置。
背景技术
中学时期，物理的学习难度是大家共同认可的，所以在学习有关力学的知识时，往往会遇到很多困难，目前，现有的中学物理学习中需要对很多物件进行力学实验，中学物理力学实验装置就成为我们在中学时代经常会用到的一些实验装置，以帮助我们更容易理解掌握物理力学知识，但在众多力学实验中，使用的实验装置往往会存在一些缺点，例如功能比较单一，不能有效地发挥自身的作用，使同学们学习更容易，从而降低了力学实验装置的使用价值，在使用时，往往要多人配合，这增加了实验结果的不准确性，降低了力学实验装置的使用效率。
另外，现有技术中，一些物理实验设备，在进行实验时，传输方式通常需要人工用手捡拾待传输物放置于传输皮带上，效率较低；并且，通常需要人工拾取待测物件并放置于检测设备上，操作不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺陷，提供一种操作简单、无需手动捡待传输物品的一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置。
本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置：包括工件料盘，所述工件料盘用于放置待检测的弹簧工件，其特征在于：所述工件料盘的一侧设置有工件抓取机构，所述工件抓取机构包括第一导轨，所述第一导轨上安装有第一丝杠，所述第一导轨的一端安装有用于控制第一丝杠转动的第一电机，所述第一导轨上还设有第一支架，所述第一支架上固定有第一机械手组件，所述第一机械手组件包括第二导轨，所述第二导轨上安装有第二丝杠，所述第二导轨的一端安装有用于控制第二丝杠转动的第二电机，所述第二丝杠上安装有工件抓取组件，所述工件抓取组件包括第一安装块、固定在第一安装块上的第一气缸、安装在第一气缸下端的第一机械手，所述第一导轨与工件料盘之间设置有输送组件，所述输送组件的一侧设置有一安装框架，所述安装框架上相对设置有两组检测机构以及两组工件转移机构，所述工件转移机构包括固定在安装框架上的第三导轨，所述第三导轨上安装有第三丝杠，所述第三丝杠的一端安装有用于控制第三丝杠转动的滑动轮组件，所述安装框架上安装有用于控制滑动轮组件转动的第三电机，所述工件转移机构还包括设置在第三丝杠上的第二安装块、固定在第二安装块上的第二气缸、安装在第二气缸下端的第二机械手，所述工件转移机构的一侧还设置有工件放置机构，所述工件放置机构包括第四导轨，所述第四导轨上安装有第四丝杠，所述第四导轨的一端安装有用于控制第四丝杠转动的第四电机，所述第四导轨上还设有第二支架，所述第二支架上固定有第二机械手组件，所述第二机械手组件包括第五导轨，所述第五导轨上安装有第五丝杠，所述第五导轨的一端安装有用于控制第五丝杠转动的第五电机，所述第五丝杠上安装有工件抓取组件，所述工件抓取组件包括第三安装块、固定在第三安装块上的第三气缸、安装在第三气缸下端的第三机械手，所述第五导轨的下方设置有成品料盘，所述成品料盘与第四导轨之间设置有输送组件。
采用以上结构后，本发明一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置与现有技术相比，具有以下优点：通过第一电机控制第一丝杠转动，从而带动第一支架在第一丝杠上移动，从而带动第一机械手组件前后移动，即带动第一机械手前后移动；通过第二电机控制第二丝杠转动，从而带动工件抓取组件在第二丝杠上移动，即带动第一机械手左右移动，通过第一气缸控制第一机械手，可实现第一机械手上下移动，即第一机械手可实现三轴运动，可实现对工件料盘内任意位置的工件进行抓取，随后将抓取的工件放置在输送组件上，输送组件将工件运送至远端时，工件转移机构开始工作，第三电机带动滑动轮组件转动，滑动轮组件带动第三丝杠发生转动，从而实现工件转移机构在第三丝杠上移动，即工件转移机构可以将位于输送组件远端的工件进行夹取，随后放置在检测机构上对工件(弹簧)压力进行测试，随后工件转移机构将已完成检测的产品转移到另一侧的输送组件上，若该工件压力达标，则由工件放置机构将工件夹取走放置在成品料盘里，若该工件压力未达标，则由输送组件将该工件输送至输送组件的另一端，以示区分为不良品，结构简单，操作简单、无需手动捡待传输工件，能够使老师更好地进行实验演示，方便教师能够结合理论教学和实验演示对学生进行知识的教学与传授，另外学生自己在进行实验时也比较方便，更有助于学生对实验知识的理解。
作为优选，所述检测机构包括一底座，所述底座上设置有电子秤，所述电子秤秤盘上设置有工件固定座，还包括一支架，所述支架设置在电子秤秤盘上方，所述支架下端固定在底座的两侧，所述的支架上垂直穿过一标有刻度的压杆以及压头，所述压杆上设置有导套。通过设置检测机构包括底座，底座上有电子秤，电子秤秤盘上设置工件固定座上，将待检工件放置在工件固定座上，且支架上垂直穿过一标有刻度的压杆和压头，从而来测量压力，结构简单，安装方便，测量精度高。
作为优选，所述第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠、第四丝杠以及第五丝杠均为呈圆柱状且外圈带有螺旋轨道的丝杠。通过设置第一丝杠、第二丝杠、第三丝杠、第四丝杠以及第五丝杠均为圆柱状且外圈带有螺旋轨道，从而实现将转动运动转化为直线运动。
作为优选，所述第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨以及第五导轨的结构相同，且两侧均设置有呈矩形的卡轨，所述第一支架、第一安装块、第二安装块、第二支架、第三安装块上分别设置有卡轨一一匹配对应的卡槽。通过设置卡轨与卡槽的配合结构，使得整个装置的运行更加顺畅稳定。
作为优选，所述第一机械手和第三机械手的结构相同，且均包括分别固定在第一气缸、第三气缸的顶块、两根横向贯穿顶块的连杆以及固定在连杆两端的呈“L”型的两个夹块。通过设置第一机械手和第三机械手包括顶块、贯穿顶块的连杆以及两个夹块，且夹块呈“L”型，使得第一机械手和第三机械手对工件的夹持更加稳定，防止工件脱落。
作为优选，所述滑动轮组件包括固定在第三电机上的主动轮、固定在第三丝杠上的从动轮以及套设在主动轮与从动轮上的皮带。通过设置滑动轮组件包括主动轮、从动轮以及皮带，从而通过第三电机带动主动轮转动，主动轮转动皮带，皮带带动从动轮转动，从而带动第三丝杠转动。
作为优选，所述输送组件包括四根支撑柱、两个转轮以及套设在转轮上的传送带，所述传送带的两侧设置有防止工件掉落的挡沿。通过设置输送组件包括支撑柱、转轮以及传送带，且传送带的两侧设置有挡沿，对工件进行限位，防止工件从输送组件上掉落。
附图说明
图1是本发明一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置的结构示意图。
图2是本发明一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置的另一角度的结构示意图。
图3是本发明一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置中检测机构的结构示意图。
如图所示：
1、工件料盘，2、第一导轨，3、第一丝杠，4、第一电机，5、第一支架，6、第二导轨，7、第二丝杠，8、第二电机，9、第一安装块，10、第一气缸，11、第一机械手，12、检测机构，13、工件转移机构，14、第三导轨，15、第三丝杠，16、第三电机，17、第二安装块， 18、第二气缸，19、第二机械手，20、第四导轨，21、第四丝杠，22、第四电机，23、第二支架，24、第五导轨，25、第五丝杠，26、第五电机，27、成品料盘，28、底座，29、电子秤，30、电子秤秤盘,31、工件固定座，32、支架，33、压杆，34、压头，35、导套，36、卡轨，37、第三安装块，38、第三气缸，39、第三机械手，40、卡槽，41、顶块，42、连杆， 43、夹块，44、主动轮，45、从动轮，46、皮带，47、支撑柱，48、转轮，49、传送带，50、挡沿。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要实用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定部件，仅仅是为了对上述部件进行更好的描述，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
参照图1、图2和图3，本发明一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置，包括工件料盘1，所述工件料盘1用于放置待检测的弹簧工件，其特征在于：所述工件料盘1的一侧设置有工件抓取机构，所述工件抓取机构包括第一导轨2，所述第一导轨2上安装有第一丝杠3，所述第一导轨2的一端安装有用于控制第一丝杠3转动的第一电机4，所述第一导轨2上还设有第一支架5，所述第一支架5上固定有第一机械手组件，所述第一机械手组件包括第二导轨6，所述第二导轨6上安装有第二丝杠7，所述第二导轨2的一端安装有用于控制第二丝杠7转动的第二电机8，所述第二丝杠7上安装有工件抓取组件，所述工件抓取组件包括第一安装块9、固定在第一安装块9上的第一气缸10、安装在第一气缸10下端的第一机械手11，所述第一导轨2与工件料盘1之间设置有输送组件，所述输送组件的一侧设置有一安装框架，所述安装框架上相对设置有两组检测机构12以及两组工件转移机构13，所述工件转移机构13包括固定在安装框架上的第三导轨14，所述第三导轨14上安装有第三丝杠15，所述第三丝杠15的一端安装有用于控制第三丝杠15转动的滑动轮组件，所述安装框架上安装有用于控制滑动轮组件转动的第三电机16，所述工件转移机构13还包括设置在第三丝杠15上的第二安装块17、固定在第二安装块17 上的第二气缸18、安装在第二气缸18下端的第二机械手19，所述工件转移机构13的一侧还设置有工件放置机构，所述工件放置机构包括第四导轨20，所述第四导轨20上安装有第四丝杠 21，所述第四导轨20的一端安装有用于控制第四丝杠21转动的第四电机22，所述第四导轨20 上还设有第二支架23，所述第二支架23上固定有第二机械手组件，所述第二机械手组件包括第五导轨24，所述第五导轨24上安装有第五丝杠25，所述第五导轨24的一端安装有用于控制第五丝杠25转动的第五电机26，所述第五丝杠25上安装有工件抓取组件，所述工件抓取组件包括第三安装块37、固定在第三安装块37上的第三气缸38、安装在第三气缸38下端的第三机械手39，所述第五导轨24的下方设置有成品料盘27，所述成品料盘27与第四导轨20之间设置有输送组件。
通过第一电机4控制第一丝杠3转动，从而带动第一支架5在第一丝杠3上移动，从而带动第一机械手组件前后移动，即带动第一机械手11前后移动；通过第二电机8控制第二丝杠7转动，从而带动工件抓取组件在第二丝杠上7移动，即带动第一机械手11左右移动，通过第一气缸10控制第一机械手11，可实现第一机械11手上下移动，即第一机械手11可实现三轴运动，可实现对工件料盘1内任意位置的工件进行抓取，随后将抓取的工件放置在输送组件上，输送组件将工件运送至远端时，工件转移机构13开始工作，第三电机16带动滑动轮组件转动，滑动轮组件带动第三丝杠15发生转动，从而实现工件转移机构13在第三丝杠15上移动，即工件转移机构13可以将位于输送组件远端的工件进行夹取，随后放置在检测机构12上对工件(弹簧)压力进行测试，随后工件转移机构13将已完成检测的产品转移到另一侧的输送组件上，若该工件压力达标，则由工件放置机构将工件夹取走放置在成品料盘27里，若该工件压力未达标，则由输送组件将该工件输送至输送组件的另一端，以示区分为不良品，结构简单，操作简单、无需手动捡待传输工件，能够使老师更好地进行实验演示，方便教师能够结合理论教学和实验演示对学生进行知识的教学与传授，另外学生自己在进行实验时也比较方便，更有助于学生对实验知识的理解。
所述检测机构12包括一底座28，所述底座28上设置有电子秤29，所述电子秤秤盘30上设置有工件固定座31，还包括一支架32，所述支架32设置在电子秤秤盘30上方，所述支架32下端固定在底座28的两侧，所述的支架32上垂直穿过一标有刻度的压杆33以及压头34，所述压杆33上设置有导套35。通过设置检测机构12包括底座28，底座28上有电子秤29，电子秤秤盘30 上设置工件固定座31上，将待检工件放置在工件固定座31上，且支架32上垂直穿过一标有刻度的压杆33和压头34，从而来测量压力，结构简单，安装方便，测量精度高。
所述第一丝杠3、第二丝杠7、第三丝杠15、第四丝杠21以及第五丝杠25均为呈圆柱状且外圈带有螺旋轨道的丝杠。通过设置第一丝杠3、第二丝杠7、第三丝杠15、第四丝杠21以及第五丝杠25均为圆柱状且外圈带有螺旋轨道，从而实现将转动运动转化为直线运动。
所述第一导轨2、第二导轨6、第三导轨14、第四导轨20以及第五导轨24的结构相同，且两侧均设置有呈矩形的卡轨36，所述第一支架5、第一安装块9、第二安装块17、第二支架23、第三安装块37上分别设置有卡轨36一一匹配对应的卡槽40。通过设置卡轨36与卡槽40的配合结构，使得整个装置的运行更加顺畅稳定。
所述第一机械手11和第三机械手39的结构相同，且均包括分别固定在第一气缸10、第三气缸38的顶块41、两根横向贯穿顶块41的连杆42以及固定在连杆42两端的呈“L”型的两个夹块43。通过设置第一机械手11和第三机械手39包括顶块41、贯穿顶块41的连杆42以及两个夹块43，且夹块43呈“L”型，使得第一机械手11和第三机械手39对工件的夹持更加稳定，防止工件脱落。
所述滑动轮组件包括固定在第三电机16上的主动轮44、固定在第三丝杠15上的从动轮45 以及套设在主动轮44与从动轮45上的皮带46。通过设置滑动轮组件包括主动轮44、从动轮 45以及皮带46，从而通过第三电机16带动主动轮44转动，主动轮44转动皮带46，皮带46 带动从动轮45转动，从而带动第三丝杠15转动。
所述输送组件包括四根支撑柱47、两个转轮48以及套设在转轮48上的传送带49，所述传送带49的两侧设置有防止工件掉落的挡沿50。通过设置输送组件包括支撑柱47、转轮48 以及传送带49，且传送带49的两侧设置有挡沿50，对工件进行限位，防止工件从输送组件上掉落。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置，包括工件料盘(1)，所述工件料盘(1)用于放置待检测的弹簧工件，其特征在于：所述工件料盘(1)的一侧设置有工件抓取机构，所述工件抓取机构包括第一导轨(2)，所述第一导轨(2)上安装有第一丝杠(3)，所述第一导轨(2)的一端安装有用于控制第一丝杠(3)转动的第一电机(4)，所述第一导轨(2)上还设有第一支架(5)，所述第一支架(5)上固定有第一机械手组件，所述第一机械手组件包括第二导轨(6)，所述第二导轨(6)上安装有第二丝杠(7)，所述第二导轨(6 )的一端安装有用于控制第二丝杠(7)转动的第二电机(8)，所述第二丝杠(7)上安装有工件抓取组件，所述工件抓取组件包括第一安装块(9)、固定在第一安装块(9)上的第一气缸(10)、安装在第一气缸(10)下端的第一机械手(11)，所述第一导轨(2)与工件料盘(1)之间设置有输送组件，所述输送组件的一侧设置有一安装框架，所述安装框架上相对设置有两组检测机构(12)以及两组工件转移机构(13)，所述工件转移机构(13)包括固定在安装框架上的第三导轨(14)，所述第三导轨(14)上安装有第三丝杠(15)，所述第三丝杠(15)的一端安装有用于控制第三丝杠(15)转动的滑动轮组件，所述安装框架上安装有用于控制滑动轮组件转动的第三电机(16)，所述工件转移机构(13)还包括设置在第三丝杠(15)上的第二安装块(17)、固定在第二安装块(17)上的第二气缸(18)、安装在第二气缸(18)下端的第二机械手(19)，所述工件转移机构(13)的一侧还设置有工件放置机构，所述工件放置机构包括第四导轨(20)，所述第四导轨(20)上安装有第四丝杠(21)，所述第四导轨(20)的一端安装有用于控制第四丝杠(21)转动的第四电机(22)，所述第四导轨(20)上还设有第二支架(23)，所述第二支架(23)上固定有第二机械手组件，所述第二机械手组件包括第五导轨(24)，所述第五导轨(24)上安装有第五丝杠(25)，所述第五导轨(24)的一端安装有用于控制第五丝杠(25)转动的第五电机(26)，所述第五丝杠(25)上安装有工件抓取组件，所述工件抓取组件包括第三安装块(37)、固定在第三安装块(37)上的第三气缸(38)、安装在第三气缸(38)下端的第三机械手(39)，所述第五导轨(24)的下方设置有成品料盘(27)，所述成品料盘(27)与第四导轨(20)之间设置有输送组件。
2.根据权利要求1所述的一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置，其特征在于：所述检测机构(12)包括一底座(28)，所述底座(28)上设置有电子秤(29)，所述电子秤秤盘(30)上设置有工件固定座(31)，还包括一支架(32)，所述支架(32)设置在电子秤秤盘(30)上方，所述支架(32)下端固定在底座(28)的两侧，所述的支架(32)上垂直穿过一标有刻度的压杆(33)以及压头(34)，所述压杆(33)上设置有导套(35)。
3.根据权利要求1所述的一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置，其特征在于：所述第一丝杠(3)、第二丝杠(7)、第三丝杠(15)、第四丝杠(21)以及第五丝杠(25)均为呈圆柱状且外圈带有螺旋轨道的丝杠。
4.根据权利要求1所述的一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置，其特征在于：所述第一导轨(2)、第二导轨(6)、第三导轨(14)、第四导轨(20)以及第五导轨(24)的结构相同，且两侧均设置有呈矩形的卡轨(36)，所述第一支架(5)、第一安装块(9)、第二安装块(17)、第二支架(23)、第三安装块(37)上分别设置有卡轨(36)一一匹配对应的卡槽(40)。
5.根据权利要求1所述的一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置，其特征在于：所述第一机械手(11)和第三机械手(39)的结构相同，且均包括分别固定在第一气缸(10)、第三气缸(38)的顶块(41)、两根横向贯穿顶块(41)的连杆(42)以及固定在连杆(42)两端的呈“L”型的两个夹块(43)。
6.根据权利要求1所述的一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置，其特征在于：所述滑动轮组件包括固定在第三电机(16)上的主动轮(44)、固定在第三丝杠(15)上的从动轮(45)以及套设在主动轮(44)与从动轮(45)上的皮带(46)。
7.根据权利要求1所述的一种中学物理实验教学用弹簧压力检测装置，其特征在于：所述输送组件包括四根支撑柱(47)、两个转轮(48)以及套设在转轮(48)上的传送带(49)，所述传送带(49)的两侧设置有防止工件掉落的挡沿(50)。
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