CN111564090A - 一种实现惯性测试的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现惯性测试的系统，包括检测装置、实验装置和PLC，所述PLC与检测装置和实验装置均为电性连接，所述检测装置包括运动检测模块和加速度测算模块，所述实验装置包括基板、弹射小车和往复直线牵引机构，所述运动检测模块设置为摄像机，用于记录弹射小车的运动全程，所述加速度测算模块包括长度计算单元、图像剪切单元和时间测算单元，图像剪切单元用于将射频截图成不同的时间段的图片，时间测算单元用于提取相同时间间隔的图片，长度计算单元用于利用影响设备计算弹射小车与起始点之间的距离。该实现惯性测试的系统和方法，能够很好的、直观的表达惯性的特点，便于教学演示。
Description
技术领域
本发明属于测试技术领域，具体涉及一种实现惯性测试的系统和方法。
背景技术
物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。惯性是物体的一种固有属性，表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，质量是对物体惯性大小的量度。当作用在物体上的外力为零时，惯性表现为物体保持其运动状态不变，即保持静止或匀速直线运动；当作用在物体上的外力不为零时，惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。在同样的外力作用下，加速度较小的物体惯性较大，加速度较大的物体惯性较小。所以物体的惯性，在任何时候(受外力作用或不受外力作用)，任何情况下(静止或运动)，都不会改变，更不会消失。
由于惯性的概念比较抽象较难理解，在教学过程中需要对学生进行演示惯性的特点，但是常规的演示不能完全的解释这一特点，因此针对这一现状，迫切需要设计和生产一种实现惯性测试的系统和方法，以满足实际使用的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现惯性测试的系统和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种实现惯性测试的系统，包括检测装置、实验装置和PLC，所述PLC与检测装置和实验装置均为电性连接，所述检测装置包括运动检测模块和加速度测算模块，所述实验装置包括基板、弹射小车和往复直线牵引机构。
优选的，所述运动检测模块设置为摄像机，用于记录弹射小车的运动全程，所述加速度测算模块包括长度计算单元、图像剪切单元和时间测算单元，图像剪切单元用于将射频截图成不同的时间段的图片，时间测算单元用于提取相同时间间隔的图片，长度计算单元用于利用影响设备计算弹射小车与起始点之间的距离。
优选的，所述基板设置有弹射小车，所述弹射小车上安装有电磁弹射装置，电磁弹射装置的弹射端竖直向上，所述弹射小车的顶端固定焊接有固定箱，所述固定箱靠近竖板的一侧开设有开口，且固定箱内设置有砝码，所述弹射小车顶端还固定连接有塑料杯，所述塑料杯的结构为漏斗状，所述塑料杯内设置为塑料球，电磁弹射装置的弹射端分别由下至上伸至所述塑料杯的底口处，且顶端抵住塑料球。
优选的，所述往复直线牵引机构包括丝杆导轨、牵引绳、滑轮机构和转速可控的直流电机，滑轮机构和直流电机分别安装在所述基板顶面的左右两端，直流电机沿前后方向布置，滑轮机构包括滑轮支架和安装滑轮支架上的定滑轮，丝杆导轨沿左右方向布置并位于滑轮机构与所述直流电机之间，所述弹射小车的行走轮支撑在丝杆导轨上并可沿左右方向运动。
优选的，牵引绳缠绕在直流电机的转轴上，其一端作为所述往复直线牵引机构的右向牵引端并与弹射小车的右端连接，其另一端作为往复直线牵引机构的左向牵引端，并绕过滑轮机构的定滑轮后与弹射小车的左端连接。
优选的，所述弹射小车行走轮的环面设置有卡在丝杆导轨上的凹槽，所述基板水平设置，且基板上安装有水平仪。
一种实现惯性测试的方法，包括以下步骤：
S1、利用PLC开启直流电机，使得牵引绳能够拉动弹射小车进行直线运动，PLC利用加速度测算单元判断弹射小车在运动一端时间后是否已经开始了匀速运动,若是，则开始下一步；
S2、然后PLC开启电磁弹射装置，使得塑料球向上弹起，最终塑料球还能落到匀速行驶的弹射小车的塑料杯内；
S3、重新开启实验，在固定箱内增加一定数量的砝码，当PLC利用加速度测算单元判断弹射小车在运动一端时间后是否已经开始了匀速运动,若是，则开始下一步；
S4、然后PLC开启电磁弹射装置，使得塑料球向上弹起，最终塑料球还能落到匀速行驶的弹射小车的塑料杯内；
S5、重新开启实验，将弹射小车恢复到原样，当PLC利用加速度测算单元判断弹射小车在运动一端时间后是否已经开始了匀速运动,若是，则开始下一步；
S6、然后PLC开启电磁弹射装置，使得塑料球向上弹起，在此过程中，PLC控制直线电机提升转速，使得弹射小车的运动速度得到提升，最终塑料球不能落到速度得到提升的弹射小车的塑料杯内。
本发明的技术效果和优点：该实现惯性测试的系统和方法，在第一次弹起塑料球时，由于在水平方向上没有受力，所以塑料球还会保持原有的状态落在落到匀速行驶的弹射小车的塑料杯内，说明了相对静止的状态下的惯性的存在，重新实验，在小车上增加砝码，塑料球还会保持原有的状态落在落到匀速行驶的弹射小车的塑料杯内，说明了只要塑料球和塑料杯不受外力，无论其他环境怎么改变，惯性的特性都会使其相对的静止，第三组实验，最终弹射小车的塑料杯的受力运动改变，所以塑料球没落到塑料杯内，体现了运动时的惯性的存在，该实现惯性测试的系统和方法，能够很好的、直观的表达惯性的特点，便于教学演示。
附图说明
图1为本发明的俯视图；
图2为本发明的实验装置的主视图；
图3为本发明的弹射小车的剖视图；
图4为本发明的电路框图。
图中：1检测装置、2实验装置、3PLC、4检测模块、5加速度测算模块、6基板、7弹射小车、8往复直线牵引机构、9固定箱、10塑料杯、11塑料球。
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。
除非单独定义指出的方向外，本文涉及的上、下、左、右、前、后等方向均是以本发明所示的图中的上、下、左、右、前、后等方向为准，在此一并说明。
本发明提供了如图1-4所示的一种实现惯性测试的系统，包括检测装置1、实验装置2和PLC3，所述PLC3与检测装置1和实验装置2均为电性连接，所述检测装置1包括运动检测模块4和加速度测算模块5，所述实验装置2包括基板6、弹射小车7和往复直线牵引机构8。
具体的，所述运动检测模块4设置为摄像机，用于记录弹射小车7的运动全程，所述加速度测算模块5包括长度计算单元、图像剪切单元和时间测算单元，图像剪切单元用于将射频截图成不同的时间段的图片，时间测算单元用于提取相同时间间隔的图片，长度计算单元用于利用影响设备计算弹射小车7与起始点之间的距离。
具体的，所述基板6设置有弹射小车7，所述弹射小车7上安装有电磁弹射装置，电磁弹射装置的弹射端竖直向上，所述弹射小车7的顶端固定焊接有固定箱9，所述固定箱9靠近竖板的一侧开设有开口，且固定箱9内设置有砝码，所述弹射小车7顶端还固定连接有塑料杯10，所述塑料杯10的结构为漏斗状，所述塑料杯10内设置为塑料球11，电磁弹射装置的弹射端分别由下至上伸至所述塑料杯10的底口处，且顶端抵住塑料球11。
具体的，所述往复直线牵引机构8包括丝杆导轨、牵引绳、滑轮机构和转速可控的直流电机，滑轮机构和直流电机分别安装在所述基板6顶面的左右两端，直流电机沿前后方向布置，滑轮机构包括滑轮支架和安装滑轮支架上的定滑轮，丝杆导轨沿左右方向布置并位于滑轮机构与所述直流电机之间，所述弹射小车7的行走轮支撑在丝杆导轨上并可沿左右方向运动。
具体的，牵引绳缠绕在直流电机的转轴上，其一端作为所述往复直线牵引机构8的右向牵引端并与弹射小车7的右端连接，其另一端作为往复直线牵引机构8的左向牵引端，并绕过滑轮机构的定滑轮后与弹射小车7的左端连接。
具体的，所述弹射小车7行走轮的环面设置有卡在丝杆导轨上的凹槽，所述基板6水平设置，且基板6上安装有水平仪。
一种实现惯性测试的方法，包括以下步骤：
S1、利用PLC3开启直流电机，使得牵引绳能够拉动弹射小车7进行直线运动，PLC3利用加速度测算单元判断弹射小车7在运动一端时间后是否已经开始了匀速运动,若是，则开始下一步；
S2、然后PLC3开启电磁弹射装置，使得塑料球11向上弹起，最终塑料球11还能落到匀速行驶的弹射小车7的塑料杯10内；
S3、重新开启实验，在固定箱9内增加一定数量的砝码，当PLC3利用加速度测算单元判断弹射小车7在运动一端时间后是否已经开始了匀速运动,若是，则开始下一步；
S4、然后PLC3开启电磁弹射装置，使得塑料球11向上弹起，最终塑料球11还能落到匀速行驶的弹射小车7的塑料杯10内；
S5、重新开启实验，将弹射小车7恢复到原样，当PLC3利用加速度测算单元判断弹射小车7在运动一端时间后是否已经开始了匀速运动,若是，则开始下一步；
S6、然后PLC3开启电磁弹射装置，使得塑料球11向上弹起，在此过程中，PLC3控制直线电机提升转速，使得弹射小车7的运动速度得到提升，最终塑料球11不能落到速度得到提升的弹射小车7的塑料杯10内。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种实现惯性测试的系统，其特征在于：包括检测装置(1)、实验装置(2)和PLC(3)，所述PLC(3)与检测装置(1)和实验装置(2)均为电性连接，所述检测装置(1)包括运动检测模块(4)和加速度测算模块(5)，所述实验装置(2)包括基板(6)、弹射小车(7)和往复直线牵引机构(8)。
2.根据权利要求1所述的一种实现惯性测试的系统，其特征在于：所述运动检测模块(4)设置为摄像机，用于记录弹射小车(7)的运动全程，所述加速度测算模块(5)包括长度计算单元、图像剪切单元和时间测算单元，图像剪切单元用于将射频截图成不同的时间段的图片，时间测算单元用于提取相同时间间隔的图片，长度计算单元用于利用影响设备计算弹射小车(7)与起始点之间的距离。
3.根据权利要求1所述的一种实现惯性测试的系统，其特征在于：所述基板(6)设置有弹射小车(7)，所述弹射小车(7)上安装有电磁弹射装置，电磁弹射装置的弹射端竖直向上，所述弹射小车(7)的顶端固定焊接有固定箱(9)，所述固定箱(9)靠近竖板的一侧开设有开口，且固定箱(9)内设置有砝码，所述弹射小车(7)顶端还固定连接有塑料杯(10)，所述塑料杯(10)的结构为漏斗状，所述塑料杯(10)内设置为塑料球(11)，电磁弹射装置的弹射端分别由下至上伸至所述塑料杯(10)的底口处，且顶端抵住塑料球(11)。
4.根据权利要求1所述的一种实现惯性测试的系统，其特征在于：所述往复直线牵引机构(8)包括丝杆导轨、牵引绳、滑轮机构和转速可控的直流电机，滑轮机构和直流电机分别安装在所述基板(6)顶面的左右两端，直流电机沿前后方向布置，滑轮机构包括滑轮支架和安装滑轮支架上的定滑轮，丝杆导轨沿左右方向布置并位于滑轮机构与所述直流电机之间，所述弹射小车(7)的行走轮支撑在丝杆导轨上并可沿左右方向运动。
5.根据权利要求4所述的一种实现惯性测试的系统，其特征在于：牵引绳缠绕在直流电机的转轴上，其一端作为所述往复直线牵引机构(8)的右向牵引端并与弹射小车(7)的右端连接，其另一端作为往复直线牵引机构(8)的左向牵引端，并绕过滑轮机构的定滑轮后与弹射小车(7)的左端连接。
6.根据权利要求1所述的一种实现惯性测试的系统，其特征在于：所述弹射小车(7)行走轮的环面设置有卡在丝杆导轨上的凹槽，所述基板(6)水平设置，且基板(6)上安装有水平仪。
7.根据权利要求1所述的一种实现惯性测试的系统的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、利用PLC(3)开启直流电机，使得牵引绳能够拉动弹射小车(7)进行直线运动，PLC(3)利用加速度测算单元判断弹射小车(7)在运动一端时间后是否已经开始了匀速运动,若是，则开始下一步；
S2、然后PLC(3)开启电磁弹射装置，使得塑料球(11)向上弹起，最终塑料球(11)还能落到匀速行驶的弹射小车(7)的塑料杯(10)内；
S3、重新开启实验，在固定箱(9)内增加一定数量的砝码，当PLC(3)利用加速度测算单元判断弹射小车(7)在运动一端时间后是否已经开始了匀速运动,若是，则开始下一步；
S4、然后PLC(3)开启电磁弹射装置，使得塑料球(11)向上弹起，最终塑料球(11)还能落到匀速行驶的弹射小车(7)的塑料杯(10)内；
S5、重新开启实验，将弹射小车(7)恢复到原样，当PLC(3)利用加速度测算单元判断弹射小车(7)在运动一端时间后是否已经开始了匀速运动,若是，则开始下一步；
S6、然后PLC(3)开启电磁弹射装置，使得塑料球(11)向上弹起，在此过程中，PLC(3)控制直线电机提升转速，使得弹射小车(7)的运动速度得到提升，最终塑料球(11)不能落到速度得到提升的弹射小车(7)的塑料杯(10)内。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106023733A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-10-12 | 刘绍家 | 一种惯性现象全方位演示教学仪 |
| CN206610479U (zh) * | 2016-09-14 | 2017-11-03 | 长安大学 | 一种轨道交通检测实验装置 |
| CN108447355A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-24 | 西华师范大学 | 多功能惯性定律演示仪 |
| CN109345920A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-02-15 | 南京理工大学 | 一种便于检测物体惯性与质量关系的实验装置 |
| CN109712490A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-03 | 韩嘉言 | 一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验测量方法和系统 |
| CN209133030U (zh) * | 2018-06-06 | 2019-07-19 | 河南师范大学 | 一种可以测量任意形状物体惯性质量的装置 |
-
2020
- 2020-06-08 CN CN202010515148.4A patent/CN111564090A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106023733A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-10-12 | 刘绍家 | 一种惯性现象全方位演示教学仪 |
| CN206610479U (zh) * | 2016-09-14 | 2017-11-03 | 长安大学 | 一种轨道交通检测实验装置 |
| CN108447355A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-24 | 西华师范大学 | 多功能惯性定律演示仪 |
| CN209133030U (zh) * | 2018-06-06 | 2019-07-19 | 河南师范大学 | 一种可以测量任意形状物体惯性质量的装置 |
| CN109345920A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-02-15 | 南京理工大学 | 一种便于检测物体惯性与质量关系的实验装置 |
| CN109712490A (zh) * | 2019-02-25 | 2019-05-03 | 韩嘉言 | 一种基于计算机视觉技术的变速直线运动实验测量方法和系统 |
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