CN111161602A - 一种多模式干扰教学用浮力演示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及教育仪器设备领域，具体是一种多模式干扰教学用浮力演示器，包括演示箱、安装盘和底板座，所述演示箱的内侧上部和下部分别开设有演示腔和储液腔，演示腔内分别安装有演示组件和对比组件，储液腔内还设有输液泵，演示箱的侧壁内开设有输液通道，输液通道的下端与输液泵的出口连接，输液通道的上端与演示腔的上部连通，演示箱的下方设有底板座，底板座上安装有旋转装置，旋转装置的上端安装有安装盘，安装盘上周向分布安装固定有多个伸缩缸，伸缩缸的上端与演示箱的底部连接固定。本发明浮力演示较直观，且方便进行多模式干扰下的浮力演示，提升授课效果。

Description

一种多模式干扰教学用浮力演示器

技术领域

本发明涉及教育仪器设备领域，具体是一种多模式干扰教学用浮力演示器。

背景技术

物理课程教学中，浮力现象是物理课程的重点内容，液体浮力产生的原因以及影响液体浮力因素始终是教学的难点，教师在讲解的时候一般会通过物理浮力的实验来辅助教学，通常都是采用在水箱内设置可漂浮的物体进行演示。

但现有的演示装置不够直观，且无法进行多模式干扰下的浮力演示，学生对其理解比较困难，造成较差的授课效果。因此，针对以上现状，迫切需要开发一种多模式干扰教学用浮力演示器，以克服当前实际应用中的不足。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种多模式干扰教学用浮力演示器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种多模式干扰教学用浮力演示器，包括密封盖、演示箱、安装盘和底板座，所述演示箱的内侧上部和下部分别开设有演示腔和储液腔，所述演示箱的顶部还可拆卸设有用于对演示腔上端开口进行密封的密封盖，所述密封盖上分别设有加液口、加压装置和抽真空装置，所述演示腔内分别安装有演示组件和对比组件，所述储液腔内还设有输液泵，演示箱的侧壁内开设有输液通道，所述输液通道的下端与输液泵的出口连接，输液通道的上端与演示腔的上部连通，所述输液通道上还连接有缓存囊，所述演示箱的下方设有底板座，底板座上安装有旋转装置，旋转装置的上端安装有安装盘，所述安装盘上周向分布安装固定有多个伸缩缸，所述伸缩缸的上端与演示箱的底部连接固定。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：

1）通过演示组件和对比组件的结构设置，利用对比浮块和测试浮块可进行不同形状下的浮力对比演示，对比浮块和测试浮块可分别通过第二连接绳和第一连接绳对第二测力计和第一测力计进行拉动，通过显示器能够直观的进行拉力大小显示；

2）通过演示箱顶部设置的密封盖，以及密封盖上设置的加液口、加压装置和抽真空装置，方便打开密封盖对对比浮块和测试浮块进行调整更换，通过加液口方便进行液体补充和更换，通过加压装置用于对演示腔进行加压，通过抽真空装置用于对演示腔进行抽真空，方便进行加压和真空状态下的浮力变化演示；

3）通过演示腔内设置的液体密度计和加热装置，方便对液体进行密度监测和加热，方便进行不同液体密度和温度下的浮力变化演示；

4）通过对第二电磁阀进行控制，演示腔内的液体可通过下液口流入到储液腔内，后通过输液泵工作可通过输液通道将储液腔内的液体向演示腔定量加入；通过将第一电磁阀关闭，以及输液通道上设置的单向阀，利于通过缓存囊进行液体的暂存，利于通过第一电磁阀对演示腔内精确的补充液体，使得对比浮块和测试浮块没入指定的深度，对比浮块和测试浮块还设有便于观测的刻度，方便进行液体没入不同深度下对比浮块和测试浮块的浮力演示；通过排液口用于将演示箱内的液体排出更换；

5）通过旋转装置可带动安装盘、伸缩缸和演示箱构成的整体旋转，通过伸缩缸可带动演示箱伸缩，方便进行慢速升降和旋转下对浮力影响的演示；通过在伸缩缸的下端设置与底板座抵触的支撑滚珠，可提升安装盘、伸缩缸和演示箱构成整体旋转的稳定性，进而提升浮力演示效果。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图。

图2为本发明实施例的主视结构示意图。

图3为本发明实施例中演示箱部分的剖视结构示意图。

图中：1-缓存囊，2-密封盖，3-加液口，4-加压装置，5-抽真空装置，6-显示器，7-控制面板，8-排液口，9-伸缩缸，10-安装盘，11-底板座，12-支撑滚珠，13-旋转装置，14-供电装置，15-演示箱，16-减震脚垫，17-输液通道，18-单向阀，19-第一电磁阀，20-对比浮块，21-测试浮块，22-演示腔，23-液体密度计，24-第一连接绳，25-第一测力计，26-储液腔，27-下液口，28-第二电磁阀，29-加热装置，30-第二测力计，31-第二连接绳，32-输液泵。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

实施例1

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种多模式干扰教学用浮力演示器，包括密封盖2、演示箱15、安装盘10和底板座11，所述演示箱15的内侧上部和下部分别开设有演示腔22和储液腔26，演示腔22和储液腔26之间的外侧周向分布开设有多个下液口27，下液口27上安装有第二电磁阀28，且所述演示腔22通过多个所述下液口27与储液腔26连通，所述演示箱15的顶部还可拆卸设有用于对演示腔22上端开口进行密封的密封盖2，所述密封盖2上分别设有加液口3、加压装置4和抽真空装置5，通过密封盖2用于对演示腔22补液或液体更换，通过加压装置4用于对演示腔22进行加压，通过抽真空装置5用于对演示腔22进行抽真空。

所述演示腔22内分别安装有演示组件和对比组件，所述演示组件包括有测试浮块21、第一连接绳24和第一测力计25，所述第一测力计25嵌装于演示腔22的底部，第一测力计25上连接有第一连接绳24，第一连接绳24的另一端与测试浮块21底部连接，所述对比组件包括有对比浮块20、第二连接绳31和第二测力计30，所述第二测力计30嵌装于演示腔22的底部，第二测力计30上连接有第二连接绳31，第二连接绳31的另一端与对比浮块20底部连接；所述对比浮块20和测试浮块21的材质和体积均相同，对比浮块20和测试浮块21的外形不同，且所述对比浮块20和测试浮块21的高度相同，通过对比浮块20和测试浮块21进行不同形状下的浮力对比演示，所述对比浮块20和测试浮块21上还设有刻度，通过刻度方便观测液体没入对比浮块20和测试浮块21的深度。

所述演示腔22内还设有用于对液体密度监测的液体密度计23，通过液体密度计23用于进行液体密度监测，所述演示腔22的底部中间还安装有用于对液体进行加热的加热装置29，通过加热装置29可观测不同的液体温度对浮力的影响。

所述演示箱15的侧面还设有与储液腔26底部连通的排液口8，通过排液口8用于储液腔26内液体的排出更换，所述储液腔26内还设有输液泵32，演示箱15的侧壁内开设有输液通道17，所述输液通道17的下端与输液泵32的出口连接，输液通道17的上端与演示腔22的上部连通，所述输液通道17上还连接有缓存囊1，所述缓存囊1和输液泵32之间的输液通道17上还设有单向阀18，单向阀18用于储液腔26内的液体向输液通道17流动，反向截止，所述输液通道17的上端还设有第一电磁阀19，通过第一电磁阀19用于进行液体排出控制。

所述演示箱15的下方设有底板座11，底板座11上安装有旋转装置13，旋转装置13的上端安装有安装盘10，所述安装盘10上周向分布安装固定有多个伸缩缸9，所述伸缩缸9的上端与演示箱15的底部连接固定，通过旋转装置13可带动安装盘10、伸缩缸9和演示箱15构成的整体旋转，通过伸缩缸9可带动演示箱15伸缩。

所述演示箱15的侧面还分别安装有显示器6和控制面板7，所述演示腔22内还安装有温度传感器（未示出），所述显示器6用于对温度传感器、第一测力计25、第二测力计30和液体密度计23的测量数值进行显示，所述控制面板7用于对加压装置4、抽真空装置5、伸缩缸9、旋转装置13、第一电磁阀19、第二电磁阀28和输液泵32进行控制，所述演示箱15的底部还安装有用于对各部件进行供电的供电装置14，如加压装置4、抽真空装置5、伸缩缸9、旋转装置13、第一电磁阀19、第二电磁阀28、输液泵32、第一测力计25、第二测力计30、液体密度计23和温度传感器等。

进一步的，所述演示箱15采用透明材质制成，便于对演示腔22进行观察。

进一步的，所述底板座11的底部还安装有若干减震脚垫16，通过减震脚垫16可进一步提升装置的演示稳定性。

实施例2

请参阅图1-2，本实施例与实施例1的不同之处在于：

本实施例中，所述伸缩缸9的缸体贯穿安装盘10设置，且所述伸缩缸9的缸体与安装盘10固定连接，所述伸缩缸9的缸体下端安装有与底板座11抵靠配合的支撑滚珠12，通过伸缩缸9及其下端安装的支撑滚珠12，用于使得安装盘10能够更加稳定的旋转，延长工作寿命。

该多模式干扰教学用浮力演示器，在实际应用时，具有以下突出优点：

1）通过演示组件和对比组件的结构设置，利用对比浮块20和测试浮块21可进行不同形状下的浮力对比演示，对比浮块20和测试浮块21可分别通过第二连接绳31和第一连接绳24对第二测力计30和第一测力计25进行拉动，通过显示器6能够直观的进行拉力大小显示；

2）通过演示箱15顶部设置的密封盖2，以及密封盖2上设置的加液口3、加压装置4和抽真空装置5，方便打开密封盖2对对比浮块20和测试浮块21进行调整更换，通过加液口3方便进行液体补充和更换，通过加压装置4用于对演示腔22进行加压，通过抽真空装置5用于对演示腔22进行抽真空，方便进行加压和真空状态下的浮力变化演示；

3）通过演示腔22内设置的液体密度计23和加热装置29，方便对液体进行密度监测和加热，方便进行不同液体密度和温度下的浮力变化演示；

4）通过对第二电磁阀28进行控制，演示腔22内的液体可通过下液口27流入到储液腔26内，后通过输液泵32工作可通过输液通道17将储液腔26内的液体向演示腔22定量加入；通过将第一电磁阀19关闭，以及输液通道17上设置的单向阀18，利于通过缓存囊1进行液体的暂存，利于通过第一电磁阀19对演示腔22内精确的补充液体，使得对比浮块20和测试浮块21没入指定的深度，对比浮块20和测试浮块21还设有便于观测的刻度，方便进行液体没入不同深度下对比浮块20和测试浮块21的浮力演示；通过排液口8用于将演示箱15内的液体排出更换；

5）通过旋转装置13可带动安装盘10、伸缩缸9和演示箱15构成的整体旋转，通过伸缩缸9可带动演示箱15伸缩，方便进行慢速升降和旋转下对浮力影响的演示；通过在伸缩缸9的下端设置与底板座11抵触的支撑滚珠12，可提升安装盘10、伸缩缸9和演示箱15构成整体旋转的稳定性，进而提升浮力演示效果。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种多模式干扰教学用浮力演示器，包括密封盖（2）、演示箱（15）、安装盘（10）和底板座（11），其特征在于：

所述演示箱（15）的内侧上部和下部分别开设有演示腔（22）和储液腔（26）；

所述演示箱（15）的顶部还可拆卸设有用于对演示腔（22）上端开口进行密封的密封盖（2），所述密封盖（2）上分别设有加液口（3）、加压装置（4）和抽真空装置（5）；

所述演示腔（22）内分别安装有演示组件和对比组件；

所述储液腔（26）内还设有输液泵（32），演示箱（15）的侧壁内开设有输液通道（17），所述输液通道（17）的下端与输液泵（32）的出口连接，输液通道（17）的上端与演示腔（22）的上部连通，所述输液通道（17）上还连接有缓存囊（1）；

所述演示箱（15）的下方设有底板座（11），底板座（11）上安装有旋转装置（13），旋转装置（13）的上端安装有安装盘（10），所述安装盘（10）上周向分布安装固定有多个伸缩缸（9），所述伸缩缸（9）的上端与演示箱（15）的底部连接固定。

2.根据权利要求1所述的多模式干扰教学用浮力演示器，其特征在于，所述演示腔（22）和储液腔（26）之间的外侧周向分布开设有多个下液口（27），下液口（27）上安装有第二电磁阀（28），且所述演示腔（22）通过多个所述下液口（27）与储液腔（26）连通。

3.根据权利要求1所述的多模式干扰教学用浮力演示器，其特征在于，所述演示组件包括有测试浮块（21）、第一连接绳（24）和第一测力计（25），所述第一测力计（25）嵌装于演示腔（22）的底部，第一测力计（25）上连接有第一连接绳（24），第一连接绳（24）的另一端与测试浮块（21）底部连接。

4.根据权利要求3所述的多模式干扰教学用浮力演示器，其特征在于，所述对比组件包括有对比浮块（20）、第二连接绳（31）和第二测力计（30），所述第二测力计（30）嵌装于演示腔（22）的底部，第二测力计（30）上连接有第二连接绳（31），第二连接绳（31）的另一端与对比浮块（20）底部连接。

5.根据权利要求4所述的多模式干扰教学用浮力演示器，其特征在于，所述对比浮块（20）和测试浮块（21）的材质和体积均相同，对比浮块（20）和测试浮块（21）的外形不同，且所述对比浮块（20）和测试浮块（21）的高度相同；所述对比浮块（20）和测试浮块（21）上还设有刻度。

6.根据权利要求1-5任一项所述的多模式干扰教学用浮力演示器，其特征在于，所述演示腔（22）内还设有用于对液体密度监测的液体密度计（23）。

7.根据权利要求6所述的多模式干扰教学用浮力演示器，其特征在于，所述演示腔（22）的底部中间还安装有用于对液体进行加热的加热装置（29）。

8.根据权利要求7所述的多模式干扰教学用浮力演示器，其特征在于，所述缓存囊（1）和输液泵（32）之间的输液通道（17）上还设有单向阀（18），单向阀（18）用于储液腔（26）内的液体向输液通道（17）流动，反向截止；所述输液通道（17）的上端还设有第一电磁阀（19）。

9.根据权利要求8所述的多模式干扰教学用浮力演示器，其特征在于，所述演示箱（15）采用透明材质制成；所述底板座（11）的底部还安装有若干减震脚垫（16）。

10.根据权利要求9所述的多模式干扰教学用浮力演示器，其特征在于，所述伸缩缸（9）的缸体贯穿安装盘（10）设置，且所述伸缩缸（9）的缸体与安装盘（10）固定连接，所述伸缩缸（9）的缸体下端安装有与底板座（11）抵靠配合的支撑滚珠（12）。

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