CN114927038B - 用于物理教学的浮力实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及浮力实验装置技术领域，提供用于物理教学的浮力实验装置，包括底板，所述底板的顶部固定连接有降压组件，所述降压组件的顶部固定连接有玻璃池，所述玻璃池的左右两侧固定连接有导流管，所述导流管的底部固定连接有与底板固定连接的储放箱，所述玻璃池的顶部固定连接有升降组件，所述升降组件的左端固定连接有夹持组件。该用于物理教学的浮力实验装置，收集箱被回收的液体压动至固定圆筒罩的底部内壁时，拉块积蓄的弹力能够使得卡块突破球状卡插的限制进行移动，卡块带动阻隔板向堵塞的方向移动，阻隔板不再堵住降压管，降压管将会产生向下的吸力，将玻璃池池壁残余的液体进行吸取。

Description

用于物理教学的浮力实验装置

技术领域

本发明涉及浮力实验装置技术领域，具体为用于物理教学的浮力实验装置。

背景技术

浮力实验装置是对液体浮力进行实验的装置，通常用于物理教学，浮力实验装置利用物体重力和受到的拉力进行测量液体浮力，浮力实验装置能够让学生直观的看出液体浮力。

在现有技术中，浮力实验装置进行实验时，改变滑杆架的位置，以调整物体的高度，滑杆架的通常使用螺杆固定位置，螺杆对滑杆架施加侧方位的推力避免下落，螺杆拧紧时会出现插偏，滑杆架固定不稳定，且过度拧紧会使得滑杆架变形使得滑干架倾斜，影响浮力实验数据，且加入液体时，会溅射导致玻璃池的池壁上存在液体珠，且在实验完毕后，仍会有残余液体珠在池壁上，对于液体造成浪费，每次进行实验损耗的液体更多，浪费材料，减少了能够进行实验的次数。

因此对高可靠性产品的需求迫在眉睫，故而我们提出了用于物理教学的浮力实验装置，其具有利用负压阻碍下移、防止变形偏斜导致数据出现误差和利用负压进行吸取避免浪费的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供用于物理教学的浮力实验装置，以解决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

用于物理教学的浮力实验装置，包括底板，所述底板的顶部固定连接有降压组件，所述降压组件的顶部固定连接有玻璃池，所述玻璃池的左右两侧固定连接有导流管，所述导流管的底部固定连接有与底板固定连接的储放箱，所述玻璃池的顶部固定连接有升降组件，所述升降组件的左端固定连接有夹持组件，所述降压组件的内壁活动连接有收集组件，所述降压组件的内壁插接有堵塞,所述玻璃池的底部固定连接有圆形孔架；

所述降压组件包括固定圆筒罩，所述固定圆筒罩的顶部内壁固定连接有伸缩管，所述伸缩管的底部固定连接有收集箱，所述收集箱的顶部固定连接有减震簧，所述收集箱的左右两侧均固定连接有连接板，所述连接板的顶部固定连接有连接杆，所述连接杆的远离连接板的一端固定连接有第一活塞，所述第一活塞的外壁滑动连接有降压管。

进一步的，所述升降组件包括竖直筒，所述竖直筒的内壁滑动连接有第二活塞，所述第二活塞的底部铰接有挡板，所述挡板的外壁固定连接有扭矩弹簧，所述第二活塞的内壁开设有通气孔，所述第二活塞的顶部固定连接有竖杆，所述竖杆的顶部固定连接有升降杆，所述升降杆的外壁与竖直筒滑动连接。

进一步的，所述夹持组件包括方体架，所述方体架的左侧内壁螺纹连接有螺栓，所述方体架的内壁固定连接有圆球头柱，所述圆球头柱的外壁固定连接有复位簧，所述复位簧的左端固定连接有转角块，所述转角块的外壁固定连接有挤压圆盘，所述方体架的内壁活动连接有扶正架，所述圆球头柱的内壁滑动连接有T形块，所述T形块的底部固定连接有连接梯块，所述连接梯块的外壁滑动连接有受压梯块，所述受压梯块的底部固定连接有第三活塞，所述第三活塞的外壁滑动连接有加压管，所述转角块靠近螺栓的一侧开设有凹形缺口，所述转角块靠近圆球头柱的一侧开设有球形缺口。

进一步的，所述收集组件包括连动杆，所述连动杆的顶部铰接有拉块，所述拉块的外壁固定连接有弹簧伸缩管，所述弹簧伸缩管远离拉块的一端固定连接有卡块，所述卡块的底部卡接有球状卡插，所述球状卡插的底部固定连接有顶簧，所述卡块远离弹簧伸缩管的一端固定连接有阻隔板，初始时，所述阻隔板位于圆形孔架的底部。

进一步的，所述底板的顶部与固定圆筒罩固定连接，所述连接板的左右两侧均与固定圆筒罩滑动连接，所述减震簧的顶部与固定圆筒罩固定连接，所述伸缩管连通玻璃池与收集箱，所述玻璃池内部液体高于导流管时，液体流入储放箱。

进一步的，所述伸缩管的顶部与减震簧固定连接，所述堵塞的外壁与伸缩管插接，所述第一活塞的顶部与固定圆筒罩滑动连接，所述圆形孔架的顶部开设有位于二十四个圆孔，十二个为一组，为圆形分布，所述圆形孔架分为内外圈，所述圆孔朝向玻璃池的内壁，所述降压组件设有两个，且关于底板中心对称。

进一步的，所述竖直筒的外壁与玻璃池固定连接，所述竖直筒从水平中心线处分为上下两个部分，所述竖直筒下半部分为密封状态，所述第二活塞的底部且与挡板连接处为圆形，所述扭矩弹簧的外壁与挡板固定连接。

进一步的，所述方体架的右端与竖直筒固定连接，所述螺栓、转角块和圆球头柱位于同一水平线，所述扶正架与螺栓无接触，所述挤压圆盘的外壁与扶正架滑动连接。

进一步的，所述连动杆远离拉块的一端与收集箱铰接，所述顶簧的底部与固定圆筒罩固定连接，所述第一活塞、第二活塞、第三活塞和阻隔板均为橡胶材质。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、该用于物理教学的浮力实验装置，通过用户将螺栓旋转向方体架的内部移动，当螺栓发生偏斜，则螺栓会对转角块进行挤压，转角块带动挤压圆盘转动挤压圆盘对扶正架进行挤压，扶正架靠近挤压圆盘的一端与扶正架远离挤压圆盘的一端移动的方向相反，则扶正架向螺栓偏移方向的反方向移动，且螺栓扶正后推动T形块移动，T形块再固定升降杆的位置，从而将螺栓扶正避免螺栓偏移导致升降杆扶持不稳定向下滑落，同时T形块带动连接梯块移动，连接梯块挤压受压梯块以至于第三活塞向下移动，以至于第二活塞下方的气压变大，会对第二活塞施加向上的力以克服升降杆的重力，减少T形块固定升降杆所需的力，即摩擦力，防止过度固定升降杆，使得升降杆挤压变形产生偏移，从而实现利用负压减少固定所需摩擦力避免过度挤压导致偏移影响实验和插偏进行导正避免固定不稳定的效果。

2、该用于物理教学的浮力实验装置，通过用户将液体所对应的收集箱顶部的堵塞向底板外部拔动，此时实验完毕，将玻璃池内部的液体排出，液体从伸缩管流入收集箱的内部，收集箱向下带动连接板移动，连接板下拉连接杆使得第一活塞向下移动，而此时降压管的顶部被阻隔板堵住，此时第一活塞向下移动会降低降压管内部且位于第一活塞上方的气压，同时收集箱利用连动杆带动拉块移动，拉块再利用弹簧伸缩管拉动卡块，但由于卡块被球状卡插卡住，卡块无法被弹簧伸缩管推动，当收集箱被回收的液体压动至固定圆筒罩的底部内壁时，拉块积蓄的弹力能够使得卡块突破球状卡插的限制进行移动，卡块带动阻隔板向堵塞的方向移动，阻隔板不再堵住降压管，此时降压管将会产生向下的吸力，将玻璃池池壁残余的液体进行吸取，避免浪费实验液体，减少实验次数，从而实现利用负压吸取残余液体避免浪费提高使用次数的效果。

附图说明

图1为本发明底板结构示意图；

图2为本发明降压管结构示意图；

图3为本发明降压管结构主视剖视图；

图4为本发明竖直筒结构主视剖视图；

图5为本发明结构挤压圆盘示意图；

图6为本发明方体架结构主视剖视图；

图7为本发明T形块结构示意图；

图8为图4的A局部挡板结构放大图；

图9为本发明圆形孔架结构示意图。

图中：1、底板；2、降压组件；201、固定圆筒罩；202、伸缩管；203、减震簧；204、收集箱；205、连接板；206、连接杆；207、第一活塞；208、降压管；3、玻璃池；4、导流管；5、储放箱；6、升降组件；601、竖直筒；602、第二活塞；603、挡板；604、扭矩弹簧；605、通气孔；606、竖杆；607、升降杆；7、夹持组件；701、方体架；702、螺栓；703、转角块；704、圆球头柱；705、挤压圆盘；706、复位簧；707、扶正架；708、T形块；709、连接梯块；710、受压梯块；711、第三活塞；712、加压管；8、收集组件；801、连动杆；802、拉块；803、弹簧伸缩管；804、卡块；805、球状卡插；806、顶簧；807、阻隔板；9、堵塞；10、圆形孔架。

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1-9，用于物理教学的浮力实验装置，包括底板1，底板1的顶部固定连接有降压组件2，降压组件2包括固定圆筒罩201，固定圆筒罩201的顶部内壁固定连接有伸缩管202，伸缩管202的底部固定连接有收集箱204，收集箱204的顶部固定连接有减震簧203，收集箱204的左右两侧均固定连接有连接板205，连接板205的顶部固定连接有连接杆206，连接杆206的远离连接板205的一端固定连接有第一活塞207，第一活塞207的顶部与固定圆筒罩201滑动连接，第一活塞207的外壁滑动连接有降压管208，降压组件2设有两个，且关于底板1的中心对称。

降压组件2的顶部固定连接有玻璃池3，底板1的顶部与固定圆筒罩201固定连接，连接板205的左右两侧均与固定圆筒罩201滑动连接，减震簧203的顶部与固定圆筒罩201固定连接，伸缩管202连通玻璃池3与收集箱204，玻璃池3的左右两侧固定连接有导流管4，导流管4的底部固定连接有与底板1固定连接的储放箱5，玻璃池3内部液体高于导流管4时，液体流入储放箱5。

玻璃池3的顶部固定连接有升降组件6，升降组件6包括竖直筒601，竖直筒601的内壁滑动连接有第二活塞602，第二活塞602的底部铰接有挡板603，挡板603的外壁固定连接有扭矩弹簧604，竖直筒601的外壁与玻璃池3固定连接，竖直筒601从水平中心线处分为上下两个部分，竖直筒601下半部分为密封状态，第二活塞602的底部且与挡板603连接处为圆形，第二活塞602的内壁开设有通气孔605，挡板603遮挡在通气孔605的底部，第二活塞602的顶部固定连接有竖杆606，竖杆606的顶部固定连接有升降杆607，升降杆607的外壁与竖直筒601滑动连接。

升降组件6的左端固定连接有夹持组件7，夹持组件7包括方体架701，方体架701的左侧内壁螺纹连接有螺栓702，方体架701的内壁固定连接有圆球头柱704，圆球头柱704的外壁固定连接有复位簧706，复位簧706的左端固定连接有转角块703，转角块703的外壁固定连接有挤压圆盘705，方体架701的内壁活动连接有扶正架707，方体架701的右端与竖直筒601固定连接，螺栓702、转角块703和圆球头柱704位于同一水平线。

扶正架707与螺栓702无接触，挤压圆盘705的外壁与扶正架707滑动连接，圆球头柱704的内壁滑动连接有T形块708，T形块708的底部固定连接有连接梯块709，连接梯块709的外壁滑动连接有受压梯块710，受压梯块710的底部固定连接有第三活塞711，第三活塞711的外壁滑动连接有加压管712，转角块703靠近螺栓702的一侧开设有凹形缺口，转角块703靠近圆球头柱704的一侧开设有球形缺口，降压组件2的内壁活动连接有收集组件8。

收集组件8包括连动杆801，连动杆801的顶部铰接有拉块802，拉块802的外壁固定连接有弹簧伸缩管803，弹簧伸缩管803远离拉块802的一端固定连接有卡块804，卡块804的底部卡接有球状卡插805，球状卡插805的底部固定连接有顶簧806，卡块804远离弹簧伸缩管803的一端固定连接有阻隔板807，连动杆801远离拉块802的一端与收集箱204铰接，顶簧806的底部与固定圆筒罩201固定连接。

第一活塞207、第二活塞602、第三活塞711和阻隔板807均为橡胶材质，阻隔板807初始时位于圆形孔架10的底部，降压组件2的内壁插接有堵塞9，堵塞9的外壁与伸缩管202插接，玻璃池3的底部固定连接有圆形孔架10，圆形孔架10的顶部开设有位于二十四个圆孔，十二个为一组，为圆形分布，圆形孔架10分为内外圈，圆孔朝向玻璃池3的内壁。

使用时，首先，通过用户将升降杆607向上拉动，升降杆607利用竖杆606带动第二活塞602向上移动，由于第二活塞602下半部分为封闭空间，第二活塞602向上移动会使其上方的空气被压缩，此时空气会从通气孔605流过，气压会推动挡板603并压缩扭矩弹簧604流到第二活塞602的下方，使得第二活塞602上下两侧的气压相同，此时螺栓702旋转向方体架701的内部移动，当螺栓702发生偏斜，则螺栓702会对转角块703进行挤压，转角块703会在圆球头柱704的左端滑动并使得复位簧706变形，挤压圆盘705用于放大转角块703偏移的移动距离，转角块703带动挤压圆盘705转动挤压圆盘705对扶正架707进行挤压，扶正架707靠近挤压圆盘705的一端与扶正架707远离挤压圆盘705的一端移动的方向相反，则扶正架707向螺栓702偏移方向的反方向移动，且螺栓702扶正后推动T形块708移动，T形块708再固定升降杆607的位置，从而将螺栓702扶正避免螺栓702偏移导致升降杆607扶持不稳定向下滑落。

同时T形块708带动连接梯块709移动，连接梯块709挤压受压梯块710以至于第三活塞711向下移动，第三活塞711将加压管712内部的气体压缩导入至竖直筒601的内部且位于第二活塞602的下方的位置，此时第二活塞602下方的气压变大，升降杆607下落时，会带动第二活塞602向下移动，而第二活塞602下方的气压比第二活塞602上方的气压大，会对第二活塞602施加向上的力以克服升降杆607的重力，减少T形块708固定升降杆607的力，即摩擦力，防止过度固定升降杆607，使得升降杆607挤压变形产生偏移，从而导致实验物块高度不同，即没入液体高度不同，影响浮力实验，利用负压减少固定所需摩擦力避免过度挤压导致偏移影响实验和插偏进行导正避免固定不稳定。

用户将液体所对应的收集箱204顶部的堵塞9向底板1外部拔动，此时实验完毕，将玻璃池3内部的液体排出，液体从伸缩管202流入收集箱204的内部，伸缩管202起到导向的效果，收集箱204内部的液体是不断增加的，减震簧203不会震动，收集箱204向下带动连接板205移动，连接板205下拉连接杆206使得第一活塞207向下移动，而此时降压管208的顶部被阻隔板807堵住，此时第一活塞207向下移动会降低降压管208内部且位于第一活塞207上方的气压，同时收集箱204利用连动杆801带动拉块802移动，拉块802再利用弹簧伸缩管803拉动卡块804，但由于卡块804被球状卡插805卡住，卡块804无法被弹簧伸缩管803推动，此时弹簧伸缩管803将会被卡块804和拉块802拉伸，拉块802积蓄弹力。

最后，当收集箱204被回收的液体压动至固定圆筒罩201的底部内壁时，拉块802积蓄的弹力能够使得卡块804突破球状卡插805的限制进行移动，卡块804带动阻隔板807向堵塞9的方向移动，阻隔板807不再堵住降压管208，此时降压管208将会产生向下的吸力，将玻璃池3池壁残余的液体进行吸取，由于残余液体的量少，不至于每一次都需要进行排出处理，故多次收集后，用户手动向上推移连接板205，以至于进行与上述相反的效果，将多次收集的残余液体再推回玻璃池3的内部，再进行加入实验所需液体，将池壁残余液体不进行回收，并进行清洗会浪费实验液体，减少实验次数，利用负压吸取残余液体避免浪费提高使用次数。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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 (6)

1.用于物理教学的浮力实验装置，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)的顶部固定连接有降压组件(2)，所述降压组件(2)的顶部固定连接有玻璃池(3)，所述玻璃池(3)的左右两侧固定连接有导流管(4)，所述导流管(4)的底部固定连接有与底板(1)固定连接的储放箱(5)，所述玻璃池(3)的顶部固定连接有升降组件(6)，所述升降组件(6)的左端固定连接有夹持组件(7)，所述降压组件(2)的内壁活动连接有收集组件(8)，所述降压组件(2)的内壁插接有堵塞(9),所述玻璃池(3)的底部固定连接有圆形孔架(10)；

所述降压组件(2)包括固定圆筒罩(201)，所述固定圆筒罩(201)的顶部内壁固定连接有伸缩管(202)，所述伸缩管(202)的底部固定连接有收集箱(204)，所述收集箱(204)的顶部固定连接有减震簧(203)，所述收集箱(204)的左右两侧均固定连接有连接板(205)，所述连接板(205)的顶部固定连接有连接杆(206)，所述连接杆(206)的远离连接板(205)的一端固定连接有第一活塞(207)，所述第一活塞(207)的外壁滑动连接有降压管(208)；

所述升降组件(6)包括竖直筒(601)，所述竖直筒(601)的内壁滑动连接有第二活塞(602)，所述第二活塞(602)的底部铰接有挡板(603)，所述挡板(603)的外壁固定连接有扭矩弹簧(604)，所述第二活塞(602)的内壁开设有通气孔(605)，所述第二活塞(602)的顶部固定连接有竖杆(606)，所述竖杆(606)的顶部固定连接有升降杆(607)；

所述夹持组件(7)包括方体架(701)，所述方体架(701)的左侧内壁螺纹连接有螺栓(702)，所述方体架(701)的内壁固定连接有圆球头柱(704)，所述圆球头柱(704)的外壁固定连接有复位簧(706)，所述复位簧(706)的左端固定连接有转角块(703)，所述转角块(703)的外壁固定连接有挤压圆盘(705)，所述方体架(701)的内壁活动连接有扶正架(707)，所述圆球头柱(704)的内壁滑动连接有T形块(708)，所述T形块(708)的底部固定连接有连接梯块(709)，所述连接梯块(709)的外壁滑动连接有受压梯块(710)，所述受压梯块(710)的底部固定连接有第三活塞(711)，所述第三活塞(711)的外壁滑动连接有加压管(712)；

所述收集组件(8)包括连动杆(801)，所述连动杆(801)的顶部铰接有拉块(802)，所述拉块(802)的外壁固定连接有弹簧伸缩管(803)，所述弹簧伸缩管(803)远离拉块(802)的一端固定连接有卡块(804)，所述卡块(804)的底部卡接有球状卡插(805)，所述球状卡插(805)的底部固定连接有顶簧(806)，所述卡块(804)远离弹簧伸缩管(803)的一端固定连接有阻隔板(807)。

2.根据权利要求1所述的用于物理教学的浮力实验装置，其特征在于：所述底板(1)的顶部与固定圆筒罩(201)固定连接，所述连接板(205)的左右两侧均与固定圆筒罩(201)滑动连接，所述减震簧(203)的顶部与固定圆筒罩(201)固定连接，所述伸缩管(202)连通玻璃池(3)与收集箱(204)。

3.根据权利要求1所述的用于物理教学的浮力实验装置，其特征在于：所述伸缩管(202)的顶部与减震簧(203)固定连接，所述堵塞(9)的外壁与伸缩管(202)插接，所述第一活塞(207)的顶部与固定圆筒罩(201)滑动连接，所述圆形孔架(10)的顶部开设有二十四个圆孔，十二个为一组，为圆形分布，所述降压组件(2)设有两个，且关于底板(1)中心对称。

4.根据权利要求1所述的用于物理教学的浮力实验装置，其特征在于：所述竖直筒(601)的外壁与玻璃池(3)固定连接，所述竖直筒(601)从水平中心线处分为上下两个部分，所述竖直筒(601)下半部分为密封状态，所述第二活塞(602)的底部且与挡板(603)连接处为圆形。

5.根据权利要求1所述的用于物理教学的浮力实验装置，其特征在于：所述方体架(701)的右端与竖直筒(601)固定连接，所述螺栓(702)、转角块(703)和圆球头柱(704)位于同一水平线，所述扶正架(707)与螺栓(702)无接触，所述挤压圆盘(705)的外壁与扶正架(707)滑动连接。

6.根据权利要求1所述的用于物理教学的浮力实验装置，其特征在于：所述连动杆(801)远离拉块(802)的一端与收集箱(204)铰接，所述顶簧(806)的底部与固定圆筒罩(201)固定连接，所述阻隔板(807)为橡胶材质。

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