CN111932997A - 一种教具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种教具，包括调频电机以及固定设置在调频电机的输出轴上的绝缘套，绝缘套的底面中心设置有中心导块和与输出轴同心的环轨，环轨包括若干个周向均布的导电环段，导电环段之间连接有绝缘环段，立板上布置有第一通孔和第二通孔，第一通孔内设置有第一顶杆，第二通孔内设置有第二顶杆，第一顶杆在可伸缩地顶住中心导块，第二顶杆可伸缩地顶住环轨；还包括固定柱、电源和电磁装置，固定柱上可拆卸地设置有由铁制成的悬梁，悬梁下固定设置有电磁装置，第一顶杆和第二顶杆分别与电磁装置电连接，电源串联在由第一顶杆、第二顶杆和电磁装置组成的电路上。本发明结构简单、成本低廉，有助于对共振和疲劳断裂相关知识点的直观理解。

Description

一种教具
技术领域
本发明涉及教学设备技术领域，尤其涉及一种教具。
背景技术
在力学教学中，对于共振和疲劳断裂相关知识进行纯理论的讲解学生往往觉得比较空洞，借助教具进行演示往往非常直观、记忆深刻、有助于学生理解知识点还能增强学习的趣味性。目前关于共振和疲劳断裂相关知识点的教具比较缺乏，只有一些关于振动方面的试验教具，但这些教具结构比较复杂，价格比较贵。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种教具，其解决了目前关于共振和疲劳断裂相关知识点的教具比较缺乏的问题。
根据本发明的实施例，一种教具，包括调频电机以及固定设置在所述调频电机的输出轴上的绝缘套，所述绝缘套的底面中心设置有中心导块，所述绝缘套的底面还设置有与所述输出轴同心的环轨，所述环轨包括若干个周向均布的导电环段，导电环段之间连接有绝缘环段，所述导电环段和所述缘环段相互连接构成所述环轨，所述中心导块与所述导电环段电连接；
还包括立板，所述立板上布置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔内设置有第一顶杆，所述第二通孔内设置有第二顶杆，所述第一通孔内还设置有第一螺母，在所述第一螺母和所述第一顶杆间还设置有第一弹簧，所述第一顶杆在所述第一弹簧的弹力作用下可伸缩地顶住所述中心导块，所述第二通孔内还设置有第二螺母，在所述第二螺母和所述第二顶杆间还设置有第二弹簧，所述第二顶杆在所述第二弹簧的弹力作用下可伸缩地顶住所述环轨；
还包括固定柱、电源和电磁装置，所述固定柱上可拆卸地设置有由铁制成的悬梁，所述悬梁上设置有缺口，所述悬梁下固定设置有电磁装置，所述电磁装置在通电的情况下会对悬梁产生磁力，所述第一顶杆和所述第二顶杆分别与所述电磁装置电连接，所述电源串联在由所述第一顶杆、所述第二顶杆和所述电磁装置组成的电路上。
本发明的技术原理为：
调频电机转动，带动绝缘套转动，从而环轨转动，使得第二顶杆相对于环轨沿环轨运动。当第二顶杆在导电环段上运动时，第二顶杆和第一顶杆之间形成通路，电磁装置被通电，悬梁受到磁力作用；当第二顶杆在绝缘环段上运动时，第二顶杆和第一顶杆之间形成断路，电磁装置被断电，悬梁失去磁力作用。电机转动，电磁装置重复得电失电过程，悬梁重复受到磁力失去磁力这个过程，从而相当于悬梁受到一个周期性的振动，振动频率与电机的转速和环轨的设置形式有关，当振动频率接近于悬梁的固有频率时，会发生共振现象，处于共振状态一定时间，悬梁还可能从缺口处断裂，形成疲劳断裂面。通过本装置，还可以理解该悬梁的一阶、二阶和三阶频率。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
结构简单、成本低廉，有助于对共振和疲劳断裂相关知识点的直观理解。
优选地，所述调频电机和所述立板均固定设置在第一底板上。
优选地，所述电磁装置和所述固定柱均固定设置在第二底板上。
优选地，所述缺口为V形缺口。
优选地，所述电磁装置设置在所述悬梁伸出段1/4处的下方位置。
优选地，所述第一顶杆的顶靠住所述中心导块的一端设有球形端部，所述第二顶杆的顶靠住所述环轨的一端设有球形端部。
附图说明
图1为本发明实施例的开关功能组件的结构示意图。
图2为本发明实施例的绝缘套的右视结构示意图。
图3为图1中的A处放大图。
图4为本发明实施例的振动组件的结构示意图。
图5为本发明实施例的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提出了一种教具，包括调频电机1以及固定设置在调频电机1的输出轴上的绝缘套3，绝缘套3采用塑料制成，由于具有一定柔韧性，可以将其套在输出轴上和轴固定在一起转动。调频电机1和立板4均固定在第一底板2上，立板4上布置有第一通孔和第二通孔，第一通孔内设置有第一顶杆5，第二通孔内设置有第二顶杆6。第一顶杆5的顶靠住中心导块33的一端设有球形端部，第二顶杆6的顶靠住环轨的一端设有球形端部。
如图2-3，绝缘套3的底面中心设置有中心导块33，绝缘套3的底面还设置有与输出轴同心的环轨，环轨包括四个周向均布的导电环段31，导电环段31之间连接有绝缘环段32，导电环段31和绝缘环段32相互连接构成环轨，中心导块33与导电环段31电连接；
第一通孔内还设置有第一螺母7，在第一螺母7和第一顶杆间5还设置有第一弹簧8，第一顶杆5在第一弹簧8的弹力作用下可伸缩地顶住中心导块33，第二通孔内还设置有第二螺母9，在第二螺母9和第二顶杆6间还设置有第二弹簧10，第二顶杆6在第二弹簧10的弹力作用下可伸缩地顶住环轨；
如图4-5，电磁装置13和固定柱11均固定设置在第二底板12上。悬梁14由铁制成，通过螺母固定在固定柱11上，悬梁14上设置有V形缺口，V形缺口可以使得疲劳断裂的效果更明显，应力集中现象更突出。悬梁14下固定设置有电磁装置13，电磁装置13设置在悬梁14伸出段1/4处的下方位置，电磁装置13在通电的情况下会对悬梁14产生磁力。作为现有技术，本申请不对电磁装置13进行深入阐述。第一顶杆5和第二顶杆6分别与电磁装置13电连接，电源15串联在由第一顶杆5、第二顶杆6和电磁装置13组成的电路上。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种教具，其特征在于，包括调频电机以及固定设置在所述调频电机的输出轴上的绝缘套，所述绝缘套的底面中心设置有中心导块，所述绝缘套的底面还设置有与所述输出轴同心的环轨，所述环轨包括若干个周向均布的导电环段，导电环段之间连接有绝缘环段，所述导电环段和所述绝缘环段相互连接构成所述环轨，所述中心导块与所述导电环段电连接；
还包括立板，所述立板上布置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔内设置有第一顶杆，所述第二通孔内设置有第二顶杆，所述第一通孔内还设置有第一螺母，在所述第一螺母和所述第一顶杆间还设置有第一弹簧，所述第一顶杆在所述第一弹簧的弹力作用下可伸缩地顶住所述中心导块，所述第二通孔内还设置有第二螺母，在所述第二螺母和所述第二顶杆间还设置有第二弹簧，所述第二顶杆在所述第二弹簧的弹力作用下可伸缩地顶住所述环轨；
还包括固定柱、电源和电磁装置，所述固定柱上可拆卸地设置有由铁制成的悬梁，所述悬梁上设置有缺口，所述悬梁下固定设置有电磁装置，所述电磁装置在通电的情况下会对悬梁产生磁力，所述第一顶杆和所述第二顶杆分别与所述电磁装置电连接，所述电源串联在由所述第一顶杆、所述第二顶杆和所述电磁装置组成的电路上。
2.如权利要求1所述的一种教具，其特征在于，所述调频电机和所述立板均固定设置在第一底板上。
3.如权利要求1所述的一种教具，其特征在于，所述电磁装置和所述固定柱均固定设置在第二底板上。
4.如权利要求1所述的一种教具，其特征在于，所述缺口为V形缺口。
5.如权利要求1所述的一种教具，其特征在于，所述电磁装置设置在所述悬梁伸出段1/4处的下方位置。
6.如权利要求1所述的一种教具，其特征在于，所述第一顶杆的顶靠住所述中心导块的一端设有球形端部，所述第二顶杆的顶靠住所述环轨的一端设有球形端部。
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