CN111477077A - 一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备，包括基板，所述基板上安装有物联网通信模块和自由落体实验装置，所述物联网通信模块远程连接有虚拟演示模块，所述自由落体实验装置包括底座，所述底座上通过顶杆安装有帘板，在所述帘板上由内侧向外侧依次设置有电子记录载板、物理记录器和落体实验装置；本发明通过多种方式记录自由落体运动的过程，而且在这个过程中，物理记录方式保留了传统的计算方式，而电子记录方式则提供了动态的三维模型，在该实施方式中，基于物联网基于将实验过程转换为三维模型，在该模型中通过人为的处理可以重点凸显实验的动态部分，并且将动态部分以动画的形式再现出来，便于学生的观察和理解。

Description

一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备

技术领域

本发明实施例涉及物理实验装置技术领域，具体涉及一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备。

背景技术

物理实验是最能直观体现物理原理和物理规律的教学方法，通过对某些经典的物理实验进行演示或者展示其中的细节有利于学生更好的掌握基本物理原理，从而为以后更进一步的学习打下更加坚实的基础。

自由落体实验是物理教学中非常经典的实验，是物理力学中最为核心的一组概念和基本原理。因此在一般物理力学教学中将其作为入门的实验进行演示和教学。在常规的物理实验教学中，一般是教师或者助教、学生代表进行实验，其他学生在旁边进行观察或者集体进行实验，但是由于物理实验的规范性要求，一般学生无法按照标准完成相应的实验，因此并不能够直观的认识到相关的物理规律。由于物理实验过程是过程性的，无法进行再现，因此只能不断的重复实验过程以满足学生的观察需求，但是由于实验过程的随机性，每次观察的实验数据却是不一样的，而且自由落体实验是在重力作用下实现的，因此其速度较快，难以直观的观察到物体自由下落的过程。

为了克服上述问题，在现有技术中往往借助多媒体手段进行摄录，再重新播放以实现实验过程的再现，从而帮助学生进一步观察和理解该实验原理。但是由于实验过程中干扰较大，传统的摄录无法进行噪音过滤，因此，难以突出实验的核心，并不便于实验的观察。

随着物联网技术的发展，借助物联网技术实现实验过程的再现和分析以帮助学生理解经典物理实验的原理将成为主流的方向。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备，以解决现有技术中无法凸显物理实验核心的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备，包括基板，在所述基板的底部通过套管活动安装有螺旋升降柱，所述基板上固定安装有物联网通信模块和自由落体实验装置，所述物联网通信模块远程连接有虚拟演示模块；

所述自由落体实验装置包括固定安装在所述基板上的底座，所述底座上通过螺旋套筒活动安装有顶杆，所述顶杆的外侧面通过夹板卡箍活动安装有帘板，在所述帘板上由内侧向外侧依次设置有电子记录载板、物理记录器和落体实验装置，在所述电子记录载板、物理记录器和落体实验装置外围空间上均设置有不同视角的摄影相机，所述物理记录器上设置有频闪相机，在所述落体实验装置上设置有运动传感器。

作为本发明的一种优选方案，所述物理记录器包括设置在所述帘板上的内沉槽，且在所述内沉槽上安装有凸出所述帘板的记录台，所述记录台上垂直于其轴线顺次设置有若干组道集，每组所述道集上均设置有打点器，在每组所述道集内垂直于所述打点器的打点方向设置有纸带滑道，所述频闪相机设置在所述打点器的侧面。

作为本发明的一种优选方案，所述打点器包括每组所述道集之间均相互独立的单体打点器和所有所述道集均联控的联体打点器。

作为本发明的一种优选方案，所述落体实验装置包括若干个分别对应每组所述道集的环形卡箍，每个所述环形卡箍上均通过密封环片活动安装有真空管，在每个所述真空管内均设置有与纸带滑道连通的悬挂勾，且所述真空管和所述纸带滑道的连接处设置有气压密闭器。

作为本发明的一种优选方案，所述气压密闭器包括固定安装在所述真空管内壁上的密闭环，在所述密闭环内侧固定安装有呈椭圆环状的密闭膜片，所述密闭膜片上等间距均匀设置有若干个支撑轴，所述支撑轴均以密闭环的中心为射线的共同端点向外发散，在所述密闭膜片的长轴方向的两个端点上均固定安装有铰接点，以两个铰接点为端点均设置有固定安装在所述密闭膜片上的气压膜，所述气压膜内表面与纸带贴合的一面设置有油膜层，所述纸带的外表面均包裹有镜面涂层。

作为本发明的一种优选方案，所述气压膜的上表面固定安装有若干个均以分布的静触点，在每个所述静触点上均通过铰接安装有微勾，所述纸带滑道端部安装有若干个复位弹簧，所述复位弹簧的另一端与所述微勾连接。

作为本发明的一种优选方案，所述运动传感器按照等间距的排布方式固定安装在每个所述真空管上，所述真空管上对应所述运动传感器的另一侧安装有接收器，设置在所述纸带滑道内的纸带上设置有等间距排列的穿孔，所述穿孔设置在所述运动传感器和接收器之间的连接线上，在每个所述真空管底部固定安装有电子触发器。

作为本发明的一种优选方案，所述虚拟演示模块包括：

三维扫描建模模块，通过扫描设备对自由落体实验装置进行三维扫描并依据扫描结果建立三维模型，并通过人工校准识别出动作区和静止区；

若干个接收模板和一个共同的数据处理模块；

显示模块，用于将数据处理模块处理后的接收模块接收数据投影至三维模型中按照同一时间轴进行动态显示还原。

作为本发明的一种优选方案，每个所述接收模块均通过数据端口与设置在自由落体实验装置上的传感器电性连接，且每个所述接收模块均只与同一类型的传感设备电性连接，所述传感设备将采集的信息按照同一时间轴分别传输至不同的接收模块中，所述接收模块将接收的采集信息进行提高信噪比处理后将其传输至数据处理模块进行叠合，所述数据处理模块将不同类型的传感信号叠合后投影至三维模型上进行动态演示，同时在三维模型的侧面展示按照同一时间轴的实际摄影图。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明通过多种方式记录自由落体运动的过程，而且在这个过程中，物理记录方式保留了传统的计算方式，而电子记录方式则提供了动态的三维模型，在该实施方式中，基于物联网基于将实验过程转换为三维模型，在该模型中通过人为的处理可以重点凸显实验的动态部分，并且将动态部分以动画的形式再现出来，便于学生的观察和理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施方式中整体结构示意图；

图2为本发明实施方式中物理记录器的结构示意图；

图3为本发明实施方式中气压膜的连接关系结构示意图；

图4为本发明实施方式中落体实验装置的结构示意图；

图5为本发明实施方式中物联网信号传输的结构框图；

图中：1-基板；2-物联网通信模块；3-自由落体实验装置；4-虚拟演示模块；5-电子记录载板；6-物理记录器；7-落体实验装置；8-摄影相机；9-频闪相机；10-运动传感器；11-接收器；

301-底座；302-顶杆；303-夹板卡箍；304-帘板；

401-三维扫描建模模块；402-接收模板；403-数据处理模块；404-显示模块；405-数据端口；

601-内沉槽；602-记录台；603-道集；604-打点器；605-纸带滑道；

701-环形卡箍；702-密封环片；703-真空管；704-悬挂勾；705-气压密闭器；706-密闭环；707-密闭膜片；708-支撑轴；709-气压膜；710-静触点；711-微勾；712-复位弹簧；713-电子触发器。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

如图1至图5所示，本发明提供了一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备，包括基板1，在所述基板1的底部通过套管活动安装有螺旋升降柱，基板1的底部通过套管和螺旋升降柱的螺纹咬合作用实现基板1的升降，从而实现基板1水平度的调整。

所述基板2上固定安装有物联网通信模块2和自由落体实验装置3，所述物联网通信模块2远程连接有虚拟演示模块4。

在本发明中，基于现有的自由落体实验装置3，通过对经典自由落体实验装置3的改进，一方面能够更加直观的体现自由落体物理原理，另外一方面通过附加传感器可以有效的对实验数据进行摄录，并且通过虚拟演示模块4进行主动的数据处理，将其采集的数据以建模的动画方式展示出来，可以有效的突出该物理实验中的核心，并且在该再现的过程中还可以根据实际的需求进行调整，以满足不同的教学需求，如调整实际物体下落的速率(该速率指的是拍摄数据的快放或者慢放，而非物体实际的速率)等。

基于上述，本发明中的自由落体实验装置3则是再现真实的自由落体过程；

物联网通信模块2将采集的数据传输至虚拟演示模块4进行处理，虚拟演示模块4将通过内置的算法对采集的数据进行一系列的分析，基于三维建模的原理将整个实验过程以动画的形式再现，从而可以人为的突出其核心的实验过程，以便教学过程中讲解其原理。

在现有的多媒体教学以及远程教学中，仅仅是通过摄像机对整个实验仪器进行摄录，在摄录的过程中由于是直接对整个空间的摄录，难以体现出实验的核心，特别是在远程教育时更难以对实验的核心部分进行有效的观察，而且在实际中，由于自由落体这个过程很快速，通过普通摄录的方式进行录制，往往实验时间很短(一般在1秒以内)，而在这么短的时间内更难以体会其实验的过程，而且即使是将摄录视频进行慢放，由于时间较短，也不能够体现出其核心的原理，哪怕是采用频闪相机，也仅仅是拍摄出其轨迹，对于动态的过程仍然难以体现。

而根据物理实验教学效果的反馈，动态可视化的教学效果要远远高于静态纸面上的效果，问卷调查结果表明，动态可视化的教学能够将物理原理直观的展现出来，便于学生理解，而常规的静态纸面上的教学，仅仅是直接将物理原理通过灌输的方式传授给学生，难以在真正意义上理解，也不利于学生对物理原理的灵活应用。

为了实现可视化的物理教学(包括本地教学和远程教学)，在本发明中将改进后的自由落体实验装置3作为实施例进行具体的说明：

所述自由落体实验装置3包括固定安装在所述基板1上的底座301，所述底座301上通过螺旋套筒活动安装有顶杆302，通过活动安装的方式以根据实际需求来选择不同规格的顶杆302，所述顶杆302的外侧面通过夹板卡箍303活动安装有帘板304，在所述帘板304上由内侧向外侧依次设置有电子记录载板5、物理记录器6和落体实验装置7，在所述电子记录载板5、物理记录器6和落体实验装置7外围空间上均设置有不同视角的摄影相机8，所述物理记录器6上设置有频闪相机9，在所述落体实验装置7上设置有运动传感器10。

在本实施方式中，自由落体实验中不仅保留了传统的物理记录方式，还进一步使用了电子记录的方式，传统的物理记录方式便于学生根据物理记录对自由落体运动进行物理分析和计算，体会该实验的原理，而电子记录的方式可以采集多种实时数据，并且该实时数据通过后续的建模和数据分析，将其转换成动画的形式，将核心原理直接的展示出来，便于学生观察和体会该实验原理。

基于上述，本实施方式中，物理记录方式采用常规的打点器方式，而电子记录的方式则采用多种方式，如上所述包括摄影相机、频闪相机好各类传感器以达到监测自由落体全过程的目的，并且将检测到的结果转换为数字以进行直观的观察。

所述物理记录器6包括设置在所述帘板304上的内沉槽601，且在所述内沉槽601上安装有凸出所述帘板304的记录台602，所述记录台602上垂直于其轴线顺次设置有若干组道集603，每组所述道集603上均设置有打点器604，在每组所述道集603内垂直于所述打点器604的打点方向设置有纸带滑道605，所述频闪相机9设置在所述打点器604的侧面。

在上述中，每个道集均可以作为一组实验，在多个道集中同时进行实验从而可以直观的对不同对象的实验过程进行观察，可以实现直观的对比。

在上述对比的过程中，依据不同的需求可以选择不同类型的打点器，在本实施方式中包含两种方式，具体为：所述打点器604包括每组所述道集603之间均相互独立的单体打点器604和所有所述道集603均联控的联体打点器604，通过不同方式的打点，可以实现对单个数据的分析以及多组数据的联合分析，因此，在本实施方式中，通过物理记录的方式也可以自由落体运动规律的基本验证。

在自由落体实验中，空气阻力和外界的直接阻力是影响实验的主要因素，因此在本发明中的实验过程中，着重考虑如何降低空气阻力和外界的直接阻力。

外界阻力是系统的固有阻力，在现有技术条件下难以实现有效的降低。对于本发明来说，如何降低空气阻力是该实验的难点。

所述落体实验装置7包括若干个分别对应每组所述道集603的环形卡箍701，每个所述环形卡箍701上均通过密封环片702活动安装有真空管703，在每个所述真空管703内均设置有与纸带滑道605连通的悬挂勾704，且所述真空管703和所述纸带滑道605的连接处设置有气压密闭器705。

在上述中通过设置真空管和气压密闭器，其作用均是在于提供自由落体的无阻力环境，但是两者存在区别，真空管的作用在于基于真空泵的持续抽真空维持真空管内的低气压甚至近似于真空的环境，而气压密闭器的作用在于连通真空管和道集，同时在连通的过程中减少气体进入真空管，维持真空管内的真空环境。

在现有技术中，由于无法实现连通位置的气密性要求，因此，整个系统的空气阻力还是较大，对实验结果的影响较大。在本实施方式中，一方面通过真空管外接的真空泵提高真空度，另外一方面通过改进气压密闭器的结构，在减少其自身阻力的同时还能够起到气密性的作用，减少空气的渗透，提高真空管的真空度。

所述气压密闭器705包括固定安装在所述真空管703内壁上的密闭环706，在所述密闭环706内侧固定安装有呈椭圆环状的密闭膜片707，所述密闭膜片707上等间距均匀设置有若干个支撑轴708。通过设置密闭环和密闭膜片，实现对整个通道的基本遮挡，并且在该过程中还具备有刚性结构，可以提供可靠的支撑结构。

为了进一步提高其支撑效果，所述支撑轴708均以密闭环706的中心为射线的共同端点向外发散。

在所述密闭膜片707的长轴方向的两个端点上均固定安装有铰接点708，以两个铰接点708为端点均设置有固定安装在所述密闭膜片707上的气压膜709，所述气压膜709内表面与纸带贴合的一面设置有油膜层，所述纸带的外表面均包裹有镜面涂层。在本实施方式中，气压膜的作用在于连通真空管和道集，并且尽可能的减少空气向真空管中的泄露。

为了提高气压膜的抗气压形变和恢复能力，所述气压膜709的上表面固定安装有若干个均以分布的静触点710，在每个所述静触点710上均通过铰接安装有微勾711，所述纸带滑道605端部安装有若干个复位弹簧712，所述复位弹簧712的另一端与所述微勾711连接。

另外，在本发明中，所述运动传感器10按照等间距的排布方式固定安装在每个所述真空管703上，所述真空管703上对应所述运动传感器10的另一侧安装有接收器11，设置在所述纸带滑道605内的纸带上设置有等间距排列的穿孔，所述穿孔设置在所述运动传感器10和接收器11之间的连接线上，在每个所述真空管703底部固定安装有电子触发器713。

前述的自由落体实验装置所展示的是通过多种方式记录自由落体运动的过程，而且在这个过程中，物理记录方式保留了传统的计算方式，而电子记录方式则提供了动态的三维模型。基于此，在本发明中还包括虚拟演示模块4，该虚拟演示模块4的数据均来源于各类传感器和相机拍摄的数据。

从具体技术方案上来说，所述虚拟演示模块4包括：

三维扫描建模模块401，通过扫描设备对密度测量装置3进行三维扫描并依据扫描结果建立三维模型，并通过人工校准识别出动作区和静止区；

若干个接收模板402和一个共同的数据处理模块403；

显示模块404，用于将数据处理模块403处理后的接收模块402接收数据投影至三维模型中按照同一时间轴进行动态显示还原。

其中，每个所述接收模块402均通过数据端口405与设置在密度测量装置3上的传感器电性连接，且每个所述接收模块402均只与同一类型的传感设备电性连接，所述传感设备将采集的信息按照同一时间轴分别传输至不同的接收模块402中，所述接收模块402将接收的采集信息进行提高信噪比处理后将其传输至数据处理模块403进行叠合，所述数据处理模块403将不同类型的传感信号叠合后投影至三维模型上进行动态演示，同时在三维模型的侧面展示按照同一时间轴的实际摄影图。

为了便于理解上述技术过程，在本发明进一步对上述过程做解释说明：

步骤100、在完成实验装置的组装之后通过扫描设备获取整个实验装置的三维扫描结果，并依据扫描结果建立三维模型，同时在该三维模型上将静态的支撑结构和动态的实验过程分别以静止区和动作区标识出来。

步骤200、在整个实验的过程中，将传感器和拍摄相机的数据全部集中到接收模块中，并且通过接收模块的降噪处理后将其传输至数据处理模块中；

在该步骤中需要说明的是，数据的处理需要集中在同一个时间轴上，即将不同传感器或者相机的数据按照同一时间轴进行先后的排序，并依据传感器和相机的点位将采集的数据设置在位置节点上。

步骤300，拖动时间轴将采集的数据按照先后顺序以动画的形式在三维模型上进行展示，从而实现实验过程的再现。

并且在该步骤中，由于数据的采集是连续的，因此实验过程的再现也将是以动画的形式连续再现的，由于采用了三维建模的方式，在本发明中展示出来的不再是实物图，而是模型图，由于在模型图中可以认为的进行处理，可以将密度测量的过程重点凸显出来，以便学生观察。而且由于时间轴是可控的，其播放的速率也是可控的。

该实验过程在经过处理后可以转换形成常规的视频格式，再通过互联网的形式进行传播，从而实现远程观看和后期的重播。

在本发明中需要对虚拟演示模块4的工作方式作进一步的补充和说明，该虚拟演示模块4基于扫描设备扫描实验仪器获得的三维模型，并在三维模型的基础上进一步将传感数据和相机数据植入，从而将实验过程在三维模型上进行在线，当主要的实验数据节点被确定以后，其他的数据可以通过插补法进行计算，从而完成整个动态实验所需的数据的积累，进而在渲染之后形成动态的实验过程。

当动态的实验过程形成之后，即在实际测量数据的基础上将实物实验转换成了动画实验，由于在本发明中以建立同一时间轴的方式进行模拟，因此，渲染后的动画可以与实际拍摄过程进行同步的观察，从而达到重点过程突出体现，而还可以根据时间轴还原真实的实验过程。

在本发明中自由落体实验装置区别于常规的特点包括如下两个方面：

对于自由落体实验装置，以多个道集的形式可以同时进行多组实验，而且多组实验之间可以通过不同打点器的记录方式进行独立或者联动的记录，以实现实验的直观对比(包括实验数据和实验现象)。

除此之外，在本发明中还包括了对实验数据的处理，在该处理的过程中能够将采集的传感数据和相机数据计算成物理值，并通过物理值和三维建模的结合，将其转换成动画的形式，并且在以动画播放的同时还可以兼顾真实实验，从而实现两者之间的对比以及优势互补，再将实验过程数据化后能够基于物联网的优势实现远程教育。

综合上述可知，本发明通过多种方式记录自由落体运动的过程，而且在这个过程中，物理记录方式保留了传统的计算方式，而电子记录方式则提供了动态的三维模型，在该实施方式中，基于物联网基于将实验过程转换为三维模型，在该模型中通过人为的处理可以重点凸显实验的动态部分，并且将动态部分以动画的形式再现出来，便于学生的观察和理解。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备，其特征在于，包括基板(1)，在所述基板(1)的底部通过套管活动安装有螺旋升降柱，所述基板(1)上固定安装有物联网通信模块(2)和自由落体实验装置(3)，所述物联网通信模块(2)远程连接有虚拟演示模块(4)；

所述自由落体实验装置(3)包括固定安装在所述基板(1)上的底座(301)，所述底座(301)上通过螺旋套筒活动安装有顶杆(302)，所述顶杆(302)的外侧面通过夹板卡箍(303)活动安装有帘板(304)，在所述帘板(304)上由内侧向外侧依次设置有电子记录载板(5)、物理记录器(6)和落体实验装置(7)，在所述电子记录载板(5)、物理记录器(6)和落体实验装置(7)外围空间上均设置有不同视角的摄影相机(8)，所述物理记录器(6)上设置有频闪相机(9)，在所述落体实验装置(7)上设置有运动传感器(10)。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备，其特征在于，所述物理记录器(6)包括设置在所述帘板(304)上的内沉槽(601)，且在所述内沉槽(601)上安装有凸出所述帘板(304)的记录台(602)，所述记录台(602)上垂直于其轴线顺次设置有若干组道集(603)，每组所述道集(603)上均设置有打点器(604)，在每组所述道集(603)内垂直于所述打点器(604)的打点方向设置有纸带滑道(605)，所述频闪相机(9)设置在所述打点器(604)的侧面。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备，其特征在于，所述打点器(604)包括每组所述道集(603)之间均相互独立的单体打点器(604)和所有所述道集(603)均联控的联体打点器(604)。

4.根据权利要求2所述的一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备，其特征在于，所述落体实验装置(7)包括若干个分别对应每组所述道集(603)的环形卡箍(701)，每个所述环形卡箍(701)上均通过密封环片(702)活动安装有真空管(703)，在每个所述真空管(703)内均设置有与纸带滑道(605)连通的悬挂勾(704)，且所述真空管(703)和所述纸带滑道(605)的连接处设置有气压密闭器(705)。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备，其特征在于，所述气压密闭器(705)包括固定安装在所述真空管(703)内壁上的密闭环(706)，在所述密闭环(706)内侧固定安装有呈椭圆环状的密闭膜片(707)，所述密闭膜片(707)上等间距均匀设置有若干个支撑轴(708)，所述支撑轴(708)均以密闭环(706)的中心为射线的共同端点向外发散，在所述密闭膜片(707)的长轴方向的两个端点上均固定安装有铰接点(708)，以两个铰接点(708)为端点均设置有固定安装在所述密闭膜片(707)上的气压膜(709)，所述气压膜(709)内表面与纸带贴合的一面设置有油膜层，所述纸带的外表面均包裹有镜面涂层。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备，其特征在于，所述气压膜(709)的上表面固定安装有若干个均以分布的静触点(710)，在每个所述静触点(710)上均通过铰接安装有微勾(711)，所述纸带滑道(605)端部安装有若干个复位弹簧(712)，所述复位弹簧(712)的另一端与所述微勾(711)连接。

7.根据权利要求4所述的一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备，其特征在于，所述运动传感器(10)按照等间距的排布方式固定安装在每个所述真空管(703)上，所述真空管(703)上对应所述运动传感器(10)的另一侧安装有接收器(11)，设置在所述纸带滑道(605)内的纸带上设置有等间距排列的穿孔，所述穿孔设置在所述运动传感器(10)和接收器(11)之间的连接线上，在每个所述真空管(703)底部固定安装有电子触发器(713)。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备，其特征在于，所述虚拟演示模块(4)包括：

三维扫描建模模块(401)，通过扫描设备对自由落体实验装置(3)进行三维扫描并依据扫描结果建立三维模型，并通过人工校准识别出动作区和静止区；

若干个接收模板(402)和一个共同的数据处理模块(403)；

显示模块(404)，用于将数据处理模块(403)处理后的接收模块(402)接收数据投影至三维模型中按照同一时间轴进行动态显示还原。

9.根据权利要求8所述的一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备，其特征在于，每个所述接收模块(402)均通过数据端口(405)与设置在自由落体实验装置(3)上的传感器电性连接，且每个所述接收模块(402)均只与同一类型的传感设备电性连接，所述传感设备将采集的信息按照同一时间轴分别传输至不同的接收模块(402)中，所述接收模块(402)将接收的采集信息进行提高信噪比处理后将其传输至数据处理模块(403)进行叠合，所述数据处理模块(403)将不同类型的传感信号叠合后投影至三维模型上进行动态演示，同时在三维模型的侧面展示按照同一时间轴的实际摄影图。

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