CN111359695A - 一种高中学生专用的物理教学试验台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及教学设备技术领域，且公开了一种高中学生专用的物理教学试验台，包括操作台，所述操作台底部的四角均固定连接有支撑腿，所述支撑腿的底部安装有升降装置，所述操作台的底部固定安装有控制装置，所述操作台的正面嵌设有红外传感器，所述操作台的顶部铰接有安装台，所述安装台的顶部开设有放置槽。该高中学生专用的物理教学试验台，使得实验元件更加有序和稳定，不仅方便的相邻元件之间的连接，还能增加元件安装的稳定性，还能增加高中生实验过程中的舒适度，避免疲劳感过早产生，同时可以针对高中生的学习程度，专门制定实验计划，更加智能，而且能够更好的提升学生的物理知识，针对性更强。

Description

一种高中学生专用的物理教学试验台

技术领域

本发明涉及教学设备技术领域，具体为一种高中学生专用的物理教学试验台。

背景技术

“高中生”是中学阶段进入高级中学学习的学生的统称，包括普通高中、职业高中、重点高中、中等职业学校等。中国高中生年龄范围大致是16—18岁。在高中时对高中物理学习的过程中，要加深对重要物理知识的理解，有些将由定性讨论进入定量计算，如力和运动的关系、动能概念、电磁感应、核能等。而且高中不仅要学习物理知识，更重要的是提高学习物理知识和应用物理知识的能力，高中阶段主要是自学能力和物理解题能力，并学会一些常用的物理研究的方法。

为了增加高中生对物理知识的掌握程度，现在很多的高中都会设立物理实验室，通过生动有趣的物理实验，来增强高中生对物理知识的理解，而现在市面上的物理教学试验台，在使用的过程中会出现以下缺点：1、由于高中生对物理实验过程比较生疏，可能会导致在实验过程中物理器件在试验台上安装混乱，这样不仅会增加接线的难度，还可能导致实验器件从试验台上坠落损坏；2、由于高中生发育程度不同，每个高中生的身高都是不同的，若实验台的高度固定，会使身高较矮的学生和身高较高的学生都比较累，增加了实验过程中疲劳的速度，使得高中生无法将精力集中在物理实验上，导致实验的效果变差；3、若实验台的桌面角度固定，会导致实验过程中，高中生要保持一个固定姿势，会对高中生的脊椎和骨骼造成损伤，同时也增加了疲劳感的产生；4、无法针对不同学生的学习程度，专门为学生制定实验计划，为了解决上述问题，故提出一种高中学生专用的物理教学试验台。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高中学生专用的物理教学试验台，具备可以帮助学生有序、稳定的安装实验元件、可以调节试验台的高度和角度同时能根据学生的学习程度选择合适的实验等优点，解决了由于高中生对物理实验过程比较生疏，可能会导致在实验过程中物理器件在试验台上安装混乱，这样不仅会增加接线的难度，还可能导致实验器件从试验台上坠落损坏；2、由于高中生发育程度不同，每个高中生的身高都是不同的，若实验台的高度固定，会使身高较矮的学生和身高较高的学生都比较累，增加了实验过程中疲劳的速度，使得高中生无法将精力集中在物理实验上，导致实验的效果变差；3、若实验台的桌面角度固定，会导致实验过程中，高中生要保持一个固定姿势，会对高中生的脊椎和骨骼造成损伤，同时也增加了疲劳感的产生；4、无法针对不同学生的学习程度，专门为学生制定实验计划的问题。

(二)技术方案

为实现上述可以帮助学生有序、稳定的安装实验元件、可以调节试验台的高度和角度同时能根据学生的学习程度选择合适的实验的目的，本发明提供如下技术方案：一种高中学生专用的物理教学试验台，包括操作台，所述操作台底部的四角均固定连接有支撑腿，所述支撑腿的底部安装有升降装置，所述操作台的底部固定安装有控制装置。

所述操作台的正面嵌设有红外传感器，所述操作台的顶部铰接有安装台，所述安装台的顶部开设有放置槽，所述安装台顶部的左侧设有均匀分布的五个第一电线插口。

所述操作台顶部的后侧固定连接有竖板，所述竖板右侧壁的底部设有插卡口，所述竖板右侧壁的顶部设有USB插口，所述竖板正面的右侧顶部安装有显示屏，所述竖板的正面固定连接有均匀分布的挂接杆，所述竖板正面的左侧设有均匀分布的五个第二电线插口。

所述操作台右侧壁的前端滑动连接有推动件，所述操作台的内部嵌设有与推动件相对应的开关。

优选的，所述放置槽的内部由前至后分别开设有一行第一卡接槽、一行第二卡接槽和一行第三卡接槽，相邻的两个所述第一卡接槽、相邻的两个第二卡接槽和相邻的两个第三卡接槽之间的间距均相等。

优选的，所述操作台的顶部开设有与安装台对应的安装槽，所述安装槽的内部安装有与安装台的底部传动连接的推动装置。

优选的，所述操作台顶部的前侧且位于安装台的左右两侧均固定连接有转动板，两个所述转动板之间固定连接有转动杆，所述安装台的前端开设有位于转动杆外部的转动孔。

优选的，所述支撑腿包括下端密封的安装管、水平活塞和支撑杆，所述水平活塞位于安装管的内部并与安装管的内壁滑动连接，所述支撑杆的底部与水平活塞的顶部固定连接，所述支撑杆的顶部延伸至安装管的外部并与操作台的底部固定连接。

优选的，所述升降装置包括与安装管固定连接且连通的液压管，所述液压管的内部滑动连接有推动活塞，所述安装管左端的顶部固定连接有加液管，所述加液管上安装有阀门，所述推动活塞的右侧面转动连接有电动推杆，所述电动推杆的右端固定连接有与液压管的右端螺纹连接的塞子。

优选的，所述推动装置包括与安装槽的槽底固定连接的推动电机，所述推动电机的输出轴固定连接有推动丝杆，所述推动丝杆的外部螺纹连接有移动套，所述移动套的顶部铰接有传动杆，所述传动杆延伸至安装槽的外部并与安装台的底部后侧铰接。

优选的，所述操作台的内部开设有与推动件相适配的卡槽，所述推动件的上下两侧均固定连接有与卡槽滑动连接的复位板，所述复位板的左侧面固定连接有水平弹簧，所述水平弹簧的左端与卡槽的左侧内壁固定连接。

优选的，所述控制装置包括声音传感器、转换器、中央处理器、PLC控制器、推动杆控制器、电机控制器、提取模块和储存器，所述声音传感器的输出端与转换器的输入端电连接，所述转换器的输出端与中央处理器的输入端电连接，所述中央处理器的输出端分别与提取模块的输入端、储存器的输入端和PLC控制器的输入端电连接，所述储存器的输出端与提取模块的输入端电连接，所述PLC控制器的输出端分别与电机控制器的输入端和推杆控制器的输入端电连接。

优选的，所述电机控制器的输出端与推动电机的输入端电连接，所述电动控制器的输出端与电动推杆的输出端电连接，所述红外传感器的输出端与转换器的输入端电连接，所述提取模块的输出端与显示屏的输入端电连接，所述插卡口的内部设有读卡模块，所述读卡模块的输出端与开关的输入端电连接，所述开关的输出端与控制装置的输入端电连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种高中学生专用的物理教学试验台，具备以下有益效果：

1、该高中学生专用的物理教学试验台，通过有序排列的挂接杆可以将物理实验所需的实验元件挂载在竖板的正面，使得实验元件更加有序和稳定，不仅方便的相邻元件之间的连接，还能增加元件安装的稳定性，且部分元件也可放置在第一卡接槽、第二卡接槽和第三卡接槽内，同样能够保证实验元件的稳定和有序。

2、该高中学生专用的物理教学试验台，通过推动装置可以调节支撑腿的高度，进而调整整个操作台的高度，使得该试验台能够适用于不同身高的高中生使用，无论是男生还是女生都能适用，避免因为试验台高度而导致高中生在实验过程中过快的产生疲劳感，增加实验的效果。

3、该高中学生专用的物理教学试验台，通过推动装置可以将安装台的后端抬起，可以根据高中生的需要，调整安装台的角度，同时在安装台角度调节的过程中，安装台上放置的实验元件也能保持稳定，避免在实验的过程中，高中生始终保持相同的姿势，增加学生的舒适度。

4、该高中学生专用的物理教学试验台，通过将带有学生信息的磁卡插入插卡口中，读卡模块可以读取学生的信息，而学生实验时的记录可以通过储存模块进行储存，当学生的磁卡插入后，提取模块可以从储存模块中提出学生的信息，针对高中生的学习程度，专门制定实验计划，更加智能，而且能够更好的提升学生的物理知识，针对性更强。

5、该高中学生专用的物理教学试验台，通过USB插口可以将该试验台内的储存装置与学生的电子设备进行连接，将学生自己的实验记录下载到电子设备内，方便学生回家后针对自己的实验过程进行学习和改善。

附图说明

图1为本发明提出的一种高中学生专用的物理教学试验台结构示意图；

图2为本发明提出的一种高中学生专用的物理教学试验台的左视剖视图；

图3为本发明提出的一种高中学生专用的物理教学试验台中支撑腿与升降装置的连接结构示意图；

图4为本发明提出的一种高中学生专用的物理教学试验台中开关与推动件的连接结构示意图；

图5为本发明提出的一种高中学生专用的物理教学试验台的系统结构示意图。

图中：1操作台、2支撑腿、3升降装置、4控制装置、5红外传感器、6安装台、7放置槽、8第一电线插口、9竖板、10插卡口、11USB插口、12显示屏、13挂接杆、14第二电线插口、15推动件、16开关、17第一卡接槽、18第二卡接槽、19第三卡接槽、20安装槽、21推动装置、22转动板、23转动杆、24转动孔、25安装管、26水平活塞、27支撑杆、28液压管、29推动活塞、30加液管、31阀门、32电动推杆、33塞子、34推动电机、35推动丝杆、36移动套、37传动杆、38卡槽、39复位板、40水平弹簧。

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1-5，一种高中学生专用的物理教学试验台，包括操作台1，操作台1底部的四角均固定连接有支撑腿2，支撑腿2包括下端密封的安装管25、水平活塞26和支撑杆27，水平活塞26位于安装管25的内部并与安装管25的内壁滑动连接，支撑杆27的底部与水平活塞26的顶部固定连接，支撑杆27的顶部延伸至安装管25的外部并与操作台1的底部固定连接，水平活塞26可以在安装管25内部升降，水平活塞26的升降可以改变支撑杆27伸出安装管25的长度，进而改变操作台1的高度，支撑腿2的底部安装有升降装置3，升降装置3包括与安装管25固定连接且连通的液压管28，液压管28的内部滑动连接有推动活塞29，安装管25左端的顶部固定连接有加液管30，加液管30上安装有阀门31，推动活塞29的右侧面转动连接有电动推杆32，电动推杆32的右端固定连接有与液压管28的右端螺纹连接的塞子33，电动推杆32的伸长可以推着推动活塞29向安装管25的方向移动，推动活塞29的移动可以将液压管28内的液压油推进安装管25内，液压油的涌入或者抽出可以控制水平活塞26的升降，通过加液管30可以对液压管28内的液压油进行更换或者补充，阀门31避免液压管28内部的液压油泄出，旋动塞子33可以将电动推杆32从液压管28内抽出，对电动推杆32进行检修，在旋动塞子33的过程中，电动推杆32远离塞子33的一端绕推动活塞29转动，操作台1的底部固定安装有控制装置4。

操作台1的正面嵌设有红外传感器5，操作台1的顶部铰接有安装台6，操作台1顶部的前侧且位于安装台6的左右两侧均固定连接有转动板22，两个转动板22之间固定连接有转动杆23，安装台6的前端开设有位于转动杆23外部的转动孔24，安装台6可以绕转动杆23转动，当安装台6转动的时候，转动杆23在转动孔24的内部转动，保证安装台6转动的流畅性，安装台6的顶部开设有放置槽7，放置槽7的内部由前至后分别开设有一行第一卡接槽17、一行第二卡接槽18和一行第三卡接槽19，相邻的两个第一卡接槽17、相邻的两个第二卡接槽18和相邻的两个第三卡接槽19之间的间距均相等，可以将实验元件放置在对应的第一卡接槽17、第二卡接槽18或第三卡接槽19内，不仅可以增加实验元件与安装台6连接的稳定性，还能保证实验元件不会混乱，方便各个实验元件之间的连线工作，操作台1的顶部开设有与安装台6对应的安装槽20，安装槽20的内部安装有与安装台6的底部传动连接的推动装置21，推动安装槽20内部的推动装置21可以将安装台6的后侧抬起，改变安装台6的角度，增加长时间使用过程中，高中生的舒适度，推动装置21包括与安装槽20的槽底固定连接的推动电机34，推动电机34的输出轴固定连接有推动丝杆35，推动丝杆35的外部螺纹连接有移动套36，移动套36的顶部铰接有传动杆37，传动杆37延伸至安装槽20的外部并与安装台6的底部后侧铰接，推动电机34可以带动推动丝杆35转动，推动丝杆35在移动套36的内部转动，移动套36受到传动杆37的限制可以前后移动，当移动套36向后侧移动的时候，可以配合传动杆37将安装台6的后侧顶起，当移动套36向前侧移动的时候，可以下拉安装台6的后侧，使得安装台6保持水平，安装台6顶部的左侧设有均匀分布的五个第一电线插口8。

操作台1顶部的后侧固定连接有竖板9，竖板9右侧壁的底部设有插卡口10，竖板9右侧壁的顶部设有USB插口11，竖板9正面的右侧顶部安装有显示屏12，竖板9的正面固定连接有均匀分布的挂接杆13，竖板9正面的左侧设有均匀分布的五个第二电线插口14。

操作台1右侧壁的前端滑动连接有推动件15，操作台1的内部嵌设有与推动件15相对应的开关16，操作台1的内部开设有与推动件15相适配的卡槽38，推动件15的上下两侧均固定连接有与卡槽38滑动连接的复位板39，复位板39的左侧面固定连接有水平弹簧40，水平弹簧40的左端与卡槽38的左侧内壁固定连接，按压推动件15的时候可以压缩水平弹簧40，复位板39在卡槽38的内部滑动，可以保持推动件15滑动的平稳性，同时当推动件15推动开关16的时候，整个电路连通，两个推动件15配合两个开关16可以分别控制安装台6角度的改变和操作台1高度的改变。

控制装置4包括声音传感器、转换器、中央处理器、PLC控制器、推动杆控制器、电机控制器、提取模块和储存器，声音传感器的输出端与转换器的输入端电连接，转换器的输出端与中央处理器的输入端电连接，中央处理器的输出端分别与提取模块的输入端、储存器的输入端和PLC控制器的输入端电连接，储存器的输出端与提取模块的输入端电连接，PLC控制器的输出端分别与电机控制器的输入端和推杆控制器的输入端电连接，电机控制器的输出端与推动电机34的输入端电连接，电动控制器的输出端与电动推杆32的输出端电连接，红外传感器5的输出端与转换器的输入端电连接，提取模块的输出端与显示屏12的输入端电连接，插卡口10的内部设有读卡模块，读卡模块的输出端与开关16的输入端电连接，开关16的输出端与控制装置4的输入端电连接，带有高中信息的磁卡插入插卡口10的时候，读卡模块对高中生的信息进行读取，整个试验台开启，红外传感器5配合声音传感器感应学生的高度和位置，并将信息传递给转换器，转换器将红外信号和声音信号转换为中央处理器可以处理的信号，中央处理器对该信号进行分析处理，中央处理器可以向PLC控制器发出指令，PLC控制器根据中央处理器的指令信号将指令传递给电机控制器和推杆控制器，电机控制器可以控制推动电机34的正反转、转动速率和转动时间，推杆控制器可以控制电动推杆32伸长的速度和长度，中央处理器将从转换器接收到的信号传输给储存器并对学生的身高等信息进行储存，提取模块可以将储存器内预存的实验信息提出并通过显示屏12显示，对高中生的试验过程进行指导，同时高中生实验的记录也可存储在储存器中，方便针对高中生的不同程度进行针对性更强的实验。

综上，该高中学生专用的物理教学试验台，在使用时，先将高中生磁卡插入插卡口10内，读卡模块对学生磁卡内的信息进行读取，然后提取模块根据学生的信息将储存器内的实验数据调出，并提取出针对该学生的实验显示在显示屏12上，对学生的实验过程进行指导，红外传感器5配合声音传感器感应学生的高度和位置，然后该信息通过转换器转换后发送给中央处理器，中央处理器根据该信号将对应的动作指令发送给PLC控制器，PLC控制器根据中央处理器的指令信号将指令传递给电机控制器和推杆控制器，电机控制器可以控制推动电机34的正反转、转动速率和转动时间，推杆控制器可以控制电动推杆32伸长的速度和长度，推动电机34可以带动推动丝杆35转动，推动丝杆35在移动套36的内部转动，移动套36受到传动杆37的限制可以前后移动，当移动套36向后侧移动的时候，可以配合传动杆37将安装台6的后侧顶起，当移动套36向前侧移动的时候，可以下拉安装台6的后侧，使得安装台6保持水平，电动推杆32的伸长可以推着推动活塞29向安装管25的方向移动，推动活塞29的移动可以将液压管28内的液压油推进安装管25内，液压油的涌入或者抽出可以控制水平活塞26的升降，水平活塞26可以在安装管25内部升降，水平活塞26的升降可以改变支撑杆27伸出安装管25的长度，进而改变操作台1的高度，使得该试验台的高度和角度可以根据高中生的身高进行智能调节，能够增加高中生在实验过程中的舒适程度，保证实验的效果。

并且，然后学生根据显示屏12上的指导选取对应的实验元件挂载在挂接杆13上或者放置在对应的第一卡接槽17、第二卡接槽18或第三卡接槽19内，不仅可以增加实验元件与安装台6连接的稳定性，还能保证实验元件不会混乱，方便各个实验元件之间的连线工作，通过第一电线插口8和第二电线插口14可以为电路供电。

而且，通过USB插口11可以连接高中生自带的的电子设备，将学生实验的记录下载到电子设备内，方便学生在家的时候根据自己实验记录进行温习和改善。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

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 (10)

1.一种高中学生专用的物理教学试验台，包括操作台(1)，其特征在于：所述操作台(1)底部的四角均固定连接有支撑腿(2)，所述支撑腿(2)的底部安装有升降装置(3)，所述操作台(1)的底部固定安装有控制装置(4)；

所述操作台(1)的正面嵌设有红外传感器(5)，所述操作台(1)的顶部铰接有安装台(6)，所述安装台(6)的顶部开设有放置槽(7)，所述安装台(6)顶部的左侧设有均匀分布的五个第一电线插口(8)；

所述操作台(1)顶部的后侧固定连接有竖板(9)，所述竖板(9)右侧壁的底部设有插卡口(10)，所述竖板(9)右侧壁的顶部设有USB插口(11)，所述竖板(9)正面的右侧顶部安装有显示屏(12)，所述竖板(9)的正面固定连接有均匀分布的挂接杆(13)，所述竖板(9)正面的左侧设有均匀分布的五个第二电线插口(14)；

所述操作台(1)右侧壁的前端滑动连接有推动件(15)，所述操作台(1)的内部嵌设有与推动件(15)相对应的开关(16)。

2.根据权利要求1所述的一种高中学生专用的物理教学试验台，其特征在于：所述放置槽(7)的内部由前至后分别开设有一行第一卡接槽(17)、一行第二卡接槽(18)和一行第三卡接槽(19)，相邻的两个所述第一卡接槽(17)、相邻的两个第二卡接槽(18)和相邻的两个第三卡接槽(19)之间的间距均相等。

3.根据权利要求1所述的一种高中学生专用的物理教学试验台，其特征在于：所述操作台(1)的顶部开设有与安装台(6)对应的安装槽(20)，所述安装槽(20)的内部安装有与安装台(6)的底部传动连接的推动装置(21)。

4.根据权利要求1所述的一种高中学生专用的物理教学试验台，其特征在于：所述操作台(1)顶部的前侧且位于安装台(6)的左右两侧均固定连接有转动板(22)，两个所述转动板(22)之间固定连接有转动杆(23)，所述安装台(6)的前端开设有位于转动杆(23)外部的转动孔(24)。

5.根据权利要求1所述的一种高中学生专用的物理教学试验台，其特征在于：所述支撑腿(2)包括下端密封的安装管(25)、水平活塞(26)和支撑杆(27)，所述水平活塞(26)位于安装管(25)的内部并与安装管(25)的内壁滑动连接，所述支撑杆(27)的底部与水平活塞(26)的顶部固定连接，所述支撑杆(27)的顶部延伸至安装管(25)的外部并与操作台(1)的底部固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种高中学生专用的物理教学试验台，其特征在于：所述升降装置(3)包括与安装管(25)固定连接且连通的液压管(28)，所述液压管(28)的内部滑动连接有推动活塞(29)，所述安装管(25)左端的顶部固定连接有加液管(30)，所述加液管(30)上安装有阀门(31)，所述推动活塞(29)的右侧面转动连接有电动推杆(32)，所述电动推杆(32)的右端固定连接有与液压管(28)的右端螺纹连接的塞子(33)。

7.根据权利要求3所述的一种高中学生专用的物理教学试验台，其特征在于：所述推动装置(21)包括与安装槽(20)的槽底固定连接的推动电机(34)，所述推动电机(34)的输出轴固定连接有推动丝杆(35)，所述推动丝杆(35)的外部螺纹连接有移动套(36)，所述移动套(36)的顶部铰接有传动杆(37)，所述传动杆(37)延伸至安装槽(20)的外部并与安装台(6)的底部后侧铰接。

8.根据权利要求1所述的一种高中学生专用的物理教学试验台，其特征在于：所述操作台(1)的内部开设有与推动件(15)相适配的卡槽(38)，所述推动件(15)的上下两侧均固定连接有与卡槽(38)滑动连接的复位板(39)，所述复位板(39)的左侧面固定连接有水平弹簧(40)，所述水平弹簧(40)的左端与卡槽(38)的左侧内壁固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种高中学生专用的物理教学试验台，其特征在于：所述控制装置(4)包括声音传感器、转换器、中央处理器、PLC控制器、推动杆控制器、电机控制器、提取模块和储存器，所述声音传感器的输出端与转换器的输入端电连接，所述转换器的输出端与中央处理器的输入端电连接，所述中央处理器的输出端分别与提取模块的输入端、储存器的输入端和PLC控制器的输入端电连接，所述储存器的输出端与提取模块的输入端电连接，所述PLC控制器的输出端分别与电机控制器的输入端和推杆控制器的输入端电连接。

10.根据权利要求6、7或9所述的一种高中学生专用的物理教学试验台，其特征在于：所述电机控制器的输出端与推动电机(34)的输入端电连接，所述电动控制器的输出端与电动推杆的输出端电连接，所述红外传感器(5)的输出端与转换器的输入端电连接，所述提取模块的输出端与显示屏(12)的输入端电连接，所述插卡口(10)的内部设有读卡模块，所述读卡模块的输出端与开关(16)的输入端电连接，所述开关(16)的输出端与控制装置(4)的输入端电连接。

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