CN115171488A - 用于物理力学实验的均匀施力装置 - Google Patents
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Abstract
用于物理力学实验的均匀施力装置，涉及物理力学测试技术领域，包括实验台面、至少一个光电式速度传感器、第一定滑轮、摩擦系数模拟组件、第二定滑轮、均匀力连接组件和均匀力输出组件，所述光电式速度传感器通过安装板安装在实验台面一侧，所述第一定滑轮设置在实验台面的另一侧，所述摩擦系数模拟组件安装在实验台面的上表面，用于设置实验所需摩擦系数的摩擦面，所述第二定滑轮安装在实验台面的底面上，并与第一定滑轮对称设置。本发明能够实现物理学力学实验均匀拉力的稳定施加，不受重力环境影响，且不会有传统砝码模拟均匀拉力的钟摆情况，输出的拉力均匀稳定，可以进行不同摩擦系数材质的均匀受力运动分析。
Description
技术领域
本发明涉及物理力学测试技术领域，尤其是涉及用于物理力学实验的均匀施力装置。
背景技术
物理力学实验中，会经常地遇到需要对一个物体的受力面施加一个均匀的力，力的大小是设定值，通过观测在持续均匀力的作用下的物体运动状态来验证受力分析结果。
这种物理学的力学实验往往采用定滑轮挂载标准砝码的方式来进行施力，然而这种模式的均匀力主要依靠砝码受到的重力来模拟，调节起来做不到随意更改匹配实验需求，实际操作过程中，由于需要人手释放砝码，由于细小的释放角度差距，砝码在下落过程中会出现钟摆现象，导致施加的力出现不均匀现象；由于砝码下落的距离受限，实验过程很短，导致被施力的物体运动距离有限。同时在重力环境变化的情况下，这种模拟均匀的受力模式就不起作用。
因此，研发一种适合不同重力环境下的均匀施力装置是亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决不同重力环境下物理力学实验均匀施力及测试的技术问题，本发明提供用于物理力学实验的均匀施力装置。采用如下的技术方案：
用于物理力学实验的均匀施力装置，包括实验台面、至少一个光电式速度传感器、第一定滑轮、摩擦系数模拟组件、第二定滑轮、均匀力连接组件和均匀力输出组件，所述光电式速度传感器通过安装板安装在实验台面一侧，所述第一定滑轮设置在实验台面的另一侧，所述摩擦系数模拟组件安装在实验台面的上表面，用于设置实验所需摩擦系数的摩擦面，所述第二定滑轮安装在实验台面的底面上，并与第一定滑轮对称设置，所述均匀力连接组件包括牵引绳和连接件，所述连接件一侧用于连接实验块，所述牵引绳一端连接在连接件的另一侧，另一端依次绕过第一定滑轮和第二定滑轮，所述均匀力输出组件设置在实验台面的底面上，均匀力输出组件的输出端与牵引绳的另一端连接，并依次通过牵引绳和连接件向实验块输出均匀拉力。
通过上述技术方案，具体的物理力学实验中，通过摩擦系数模拟组件选择需要进行运动分析的摩擦面，如铁面、木面等，再将实验块放置在摩擦系数模拟组件上，一端用过连接件与牵引绳连接，均匀力输出组件输出设定的均匀拉力，均匀拉力在牵引绳、第一定滑轮和第二定滑轮的作用下驱动实验块在摩擦系数模拟组件上运动，光电式速度传感器实时测量实验块的运动速度及加速度，实验人员进行定时记录即可进行力学实验，光电式速度传感器可以采用数显光电式速度传感器，便于实验人员记录数据，均匀力输出组件输出的均匀拉力不受重力环境影响，均匀性好，且不会发生摆动。
可选的，所述摩擦系数模拟组件包括数显压力传感器和模拟材料片，所述实验台面的上表面设有第一凹槽和第二凹槽，所述数显压力传感器安装在第一凹槽处，且顶部传感面高出实验台面的上表面1-3mm，所述模拟材料片设置在第二凹槽处，模拟材料片的上表面与实验台面平齐。
通过上述技术方案，数显压力传感器的设置，便于实验人员读取实验块的作用在实验台面上的压力，而不是通过质量计算压力，可以适用于不同重力环境，避免取重力加速度常数进行压力计算带来的实验偏差，模拟材料片的设置可以模拟不同的材料，实验不同摩擦系数条件下实验块运动情况。
可选的，所述模拟材料片是金属片、柔性材料片、塑料片或木片。
可选的，所述连接件包括至少四根角牵引绳、第一磁性板和第二磁性板，所述四根角牵引绳的一端分别与牵引绳连接，另一端分别连接在第一磁性板一侧的四个角，所述牵引绳的末端连接在第一磁性板的中心，所述第二磁性板的一侧粘接在实验块的侧面，所述另一侧与第一磁性板未连接牵引绳的一侧磁性相吸。
通过上述技术方案，采用四根角牵引绳加中心牵引绳的方式将拉力均匀地传导到第一磁性板上，再通过磁性相吸的方式将拉力均匀地传导到第二磁性板，从而作用在实验块上，在实验开始前，可以将实验块、第一磁性板和第二磁性板一起放在数显压力传感器上进行压力测量。
可选的，所述第一磁性板的四个边上分别设有卡板，所述卡板卡在第二磁性板的边上。
通过上述技术方案，第一磁性板的四个边上分别设有卡板，使第一磁性板和第二磁性板的连接更加稳定可靠。
可选的，所述均匀力输出组件包括伺服电机、伺服驱动器、动态扭矩传感器、收线转盘、转盘支架和扭力控制芯片，所述伺服电机的底座固定在实验台面的底面上，所述动态扭矩传感器的输入端与伺服电机的动力轴传动连接，所述转盘支架固定在实验台面的底面上，所述收线转盘的转轴可转动设置在转盘支架上，收线转盘的转轴与动态扭矩传感器的输出端传动连接，牵引绳的一端与收线转盘连接，且收线转盘转动时将牵引绳收起或放出，所述扭力控制芯片通过伺服驱动器控制伺服电机的执行动作。
通过上述技术方案，扭力控制芯片按照设定拉力，设定收线转盘绕线圆的半径为r，则扭力控制芯片计算需要设定的扭矩为
r，则扭力控制芯片通过伺服驱动器控制伺服电机按照恒定扭矩
工作，并实时通过动态扭矩传感器读取实际扭矩值，若实际扭矩值与
的偏差大于0.05%，则扭力控制芯片通过伺服驱动器控制伺服电机进行扭矩修正，从而保证通过牵引绳输出的拉力F均匀稳定。
可选的，所述均匀力输出组件还有显示屏、显示驱动芯片、数字键盘、数字量输入模块、模拟量输入模块和存储卡，所述显示屏和数字键盘分别安装在实验台面的侧面，数字键盘通过数字量输入模块与扭力控制芯片通信电连接，显示驱动芯片与扭力控制芯片通信电连接，并控制显示屏的显示内容，所述动态扭矩传感器通过模拟量输入模块与扭力控制芯片通信电连接，光电式速度传感器通过模拟量输入模块与扭力控制芯片通信电连接，扭力控制芯片将实验数据存储在存储卡中。
通过上述技术方案，实验人员可以通过数字键盘输入需要设定的均匀拉力F，数字键盘通过数字量输入模块将设定拉力F值传输给扭力控制芯片，扭力控制芯片计算与拉力F匹配的扭矩M(F)，则扭力控制芯片通过伺服驱动器控制伺服电机按照恒定扭矩M(F)工作，扭力控制芯片通过动态扭矩传感器读取实时的扭矩值，并通过显示屏进行显示，光电式速度传感器测得的实验块实时速度值和加速度值通过显示屏进行显示，并存储在存储卡中备查。
可选的，所述均匀力输出组件还有启停开关和开关量输入模块，所述启停开关安装在实验台面的侧面，并通过开关量输入模块与扭力控制芯片通信电连接。
通过上述技术方案，实验人员在选择好模拟材料片，连接好实验块、第一磁性板和第二磁性板后，并进行压力测量，将实验块放置在模拟材料片上，设定好均匀拉力值，按下启停开关，启停开关通过开关量输入模块传输给扭力控制芯片，扭力控制芯片通过伺服驱动器控制伺服电机按照恒定扭矩M(F)工作。
可选的，扭力控制芯片是STM32F051C8T6嵌入式处理器。
通过上述技术方案，STM32F051C8T6嵌入式处理器可以高效完成扭矩计算，可以高效完成通过伺服驱动器控制伺服电机执行动作。
可选的，扭力控制芯片控制牵引绳施加均匀拉力的方法是：实验人员通过数字键盘输入设定拉力F，设定收线转盘绕线圆的半径为r，则扭力控制芯片计算需要设定的扭矩为
r，则扭力控制芯片通过伺服驱动器控制伺服电机按照恒定扭矩
工作，并实时通过动态扭矩传感器读取实际扭矩值，若实际扭矩值与
的偏差大于0.05%，则扭力控制芯片通过伺服驱动器控制伺服电机进行扭矩修正。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
本发明提供用于物理力学实验的均匀施力装置，能够实现物理学力学实验均匀拉力的稳定施加，不受重力环境影响，且不会有传统砝码模拟均匀拉力的钟摆情况，输出的拉力均匀稳定，可以进行不同摩擦系数材质的均匀受力运动分析。
附图说明
图1是本发明结构原理示意图；
图2是本发明侧视结构示意图；
图3是本发明均匀力连接组件结构示意图；
图4是本发明电器件连接原理示意图。
附图标记说明：1、实验台面；2、光电式速度传感器；3、第一定滑轮；4、第二定滑轮；51、牵引绳；52、角牵引绳；53、第一磁性板；54、第二磁性板；55、卡板；61、数显压力传感器；62、模拟材料片；71、伺服电机；72、伺服驱动器；73、动态扭矩传感器；74、收线转盘；75、转盘支架；76、扭力控制芯片；77、显示屏；78、显示驱动芯片；79、数字键盘；80、数字量输入模块；81、模拟量输入模块；82、启停开关；83、开关量输入模块；84、存储卡；85、挡板；100、实验块。
具体实施方式
以下结合附图1－附图4对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例公开用于物理力学实验的均匀施力装置。
参照图1－图4，用于物理力学实验的均匀施力装置，包括实验台面1、至少一个光电式速度传感器2、第一定滑轮3、摩擦系数模拟组件、第二定滑轮4、均匀力连接组件和均匀力输出组件，光电式速度传感器2通过安装板安装在实验台面1一侧，第一定滑轮3设置在实验台面的另一侧，摩擦系数模拟组件安装在实验台面1的上表面，用于设置实验所需摩擦系数的摩擦面，第二定滑轮4安装在实验台面的底面上，并与第一定滑轮3对称设置，均匀力连接组件包括牵引绳51和连接件，连接件一侧用于连接实验块100，牵引绳51一端连接在连接件的另一侧，另一端依次绕过第一定滑轮3和第二定滑轮4，均匀力输出组件设置在实验台面的底面上，均匀力输出组件的输出端与牵引绳51的另一端连接，并依次通过牵引绳51和连接件向实验块100输出均匀拉力。
具体的物理力学实验中，通过摩擦系数模拟组件选择需要进行运动分析的摩擦面，如铁面、木面等，再将实验块100放置在摩擦系数模拟组件上，一端用过连接件与牵引绳51连接，均匀力输出组件输出设定的均匀拉力，均匀拉力在牵引绳51、第一定滑轮3和第二定滑轮4的作用下驱动实验块100在摩擦系数模拟组件上运动，光电式速度传感器2实时测量实验块100的运动速度及加速度，实验人员进行定时记录即可进行力学实验，光电式速度传感器2可以采用数显光电式速度传感器，便于实验人员记录数据，均匀力输出组件输出的均匀拉力不受重力环境影响，均匀性好，且不会发生摆动。
第一定滑轮3和第二定滑轮4的支架还可以设置成伸缩式的，便于调节牵引绳的高度。
摩擦系数模拟组件包括数显压力传感器61和模拟材料片62，实验台面1的上表面设有第一凹槽和第二凹槽，数显压力传感器61安装在第一凹槽处，且顶部传感面高出实验台面1的上表面1-3mm，模拟材料片62设置在第二凹槽处，模拟材料片62的上表面与实验台面1平齐。
数显压力传感器61的设置，便于实验人员读取实验块100的作用在实验台面1上的压力，而不是通过质量计算压力，可以适用于不同重力环境，避免取重力加速度常数进行压力计算带来的实验偏差，模拟材料片62的设置可以模拟不同的材料，实验不同摩擦系数条件下实验块100运动情况。
模拟材料片62是金属片、柔性材料片、塑料片或木片。
连接件包括至少四根角牵引绳52、第一磁性板53和第二磁性板54，四根角牵引绳52的一端分别与牵引绳51连接，另一端分别连接在第一磁性板53一侧的四个角，牵引绳51的末端连接在第一磁性板53的中心，第二磁性板54的一侧粘接在实验块100的侧面，另一侧与第一磁性板53未连接牵引绳51的一侧磁性相吸。
采用四根角牵引绳52加位于中心的牵引绳51的方式将拉力均匀地传导到第一磁性板53上，再通过磁性相吸的方式将拉力均匀地传导到第二磁性板54，从而作用在实验块100上，在实验开始前，可以将实验块100、第一磁性板53和第二磁性板54一起放在数显压力传感器61上进行压力测量。
第一磁性板53的四个边上分别设有卡板55，卡板55卡在第二磁性板54的边上。
第一磁性板53的四个边上分别设有卡板55，使第一磁性板53和第二磁性板54的连接更加稳定可靠。
均匀力输出组件包括伺服电机71、伺服驱动器72、动态扭矩传感器73、收线转盘74、转盘支架75和扭力控制芯片76，伺服电机71的底座固定在实验台面1的底面上，动态扭矩传感器73的输入端与伺服电机71的动力轴传动连接，转盘支架75固定在实验台面1的底面上，收线转盘74的转轴可转动设置在转盘支架75上，收线转盘74的转轴与动态扭矩传感器73的输出端传动连接，牵引绳51的一端与收线转盘74连接，且收线转盘74转动时将牵引绳51收起或放出，扭力控制芯片76通过伺服驱动器72控制伺服电机71的执行动作。
扭力控制芯片76按照设定拉力，设定收线转盘74绕线圆的半径为r，则扭力控制芯片76计算需要设定的扭矩为
r，则扭力控制芯片76通过伺服驱动器72控制伺服电机71按照恒定扭矩
工作，并实时通过动态扭矩传感器73读取实际扭矩值，若实际扭矩值与
的偏差大于0.05%，则扭力控制芯片76通过伺服驱动器72控制伺服电机71进行扭矩修正，从而保证通过牵引绳51输出的拉力F均匀稳定。
均匀力输出组件还有显示屏77、显示驱动芯片78、数字键盘79、数字量输入模块80、模拟量输入模块81和存储卡84，显示屏77和数字键盘79分别安装在实验台面1的侧面，数字键盘79通过数字量输入模块80与扭力控制芯片76通信电连接，显示驱动芯片78与扭力控制芯片76通信电连接，并控制显示屏77的显示内容，动态扭矩传感器73通过模拟量输入模块81与扭力控制芯片76通信电连接，光电式速度传感器2通过模拟量输入模块81与扭力控制芯片76通信电连接，扭力控制芯片76将实验数据存储在存储卡84中。
实验人员可以通过数字键盘79输入需要设定的均匀拉力F，数字键盘79通过数字量输入模块80将设定拉力F值传输给扭力控制芯片76，扭力控制芯片76计算与拉力F匹配的扭矩M(F)，则扭力控制芯片76通过伺服驱动器72控制伺服电机71按照恒定扭矩M(F)工作，扭力控制芯片76通过动态扭矩传感器73读取实时的扭矩值，并通过显示屏77进行显示，光电式速度传感器2测得的实验块100实时速度值和加速度值通过显示屏77进行显示，并存储在存储卡84中备查。
均匀力输出组件还有启停开关82和开关量输入模块83，启停开关82安装在实验台面1的侧面，并通过开关量输入模块83与扭力控制芯片76通信电连接。
实验人员在选择好模拟材料片62，连接好实验块100、第一磁性板53和第二磁性板54后，并进行压力测量，将实验块100放置在模拟材料片62上，设定好均匀拉力值，按下启停开关82，启停开关82通过开关量输入模块83传输给扭力控制芯片76，扭力控制芯片76通过伺服驱动器72控制伺服电机71按照恒定扭矩M(F)工作。
扭力控制芯片76是STM32F051C8T6嵌入式处理器。
STM32F051C8T6嵌入式处理器可以高效完成扭矩计算，可以高效完成通过伺服驱动器72控制伺服电机71执行动作。
还可以设定挡板85，当实验块100运行到挡板85处时，停止实验。
扭力控制芯片76控制牵引绳51施加均匀拉力的方法是：实验人员通过数字键盘79输入设定拉力F，设定收线转盘74绕线圆的半径为r，则扭力控制芯片76计算需要设定的扭矩为
r，则扭力控制芯片76通过伺服驱动器72控制伺服电机71按照恒定扭矩
工作，并实时通过动态扭矩传感器73读取实际扭矩值，若实际扭矩值与
的偏差大于0.05%，则扭力控制芯片76通过伺服驱动器72控制伺服电机71进行扭矩修正。
本发明实施例用于物理力学实验的均匀施力装置的实施原理为：
在0.5g重力环境下，具体的物理力学实验中，选择金属铝片作为模拟材料片62放置在第二凹槽，将正方体质量为m的实验块100的一侧粘接在第二磁性板54，采用四根角牵引绳52加中心牵引绳51的方式将拉力均匀地传导到第一磁性板53上，再通过磁性相吸的方式将拉力均匀地传导到第二磁性板54，从而作用在实验块100上，在实验开始前，可以将实验块100、第一磁性板53和第二磁性板54一起放在数显压力传感器61上进行压力测量，读数为0.5mg，金属铝片的滑动摩擦系数为1.4，则实验块100在滑动时收到的动摩擦力f=1.4*0.5mg，验人员通过数字键盘79输入设定拉力F，设定收线转盘74绕线圆的半径为r，则扭力控制芯片76计算需要设定的扭矩为
r，则扭力控制芯片76通过伺服驱动器72控制伺服电机71按照恒定扭矩
工作，并实时通过动态扭矩传感器73读取实际扭矩值，若实际扭矩值与
的偏差大于0.05%，则扭力控制芯片76通过伺服驱动器72控制伺服电机71进行扭矩修正；
通过理论计算实验块100的加速度
，将得出的理论加速度值和记录的加速度值进行对比，验证实验与理论值的差异。
以上均为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.用于物理力学实验的均匀施力装置，其特征在于：包括实验台面(1)、至少一个光电式速度传感器(2)、第一定滑轮(3)、摩擦系数模拟组件、第二定滑轮(4)、均匀力连接组件和均匀力输出组件，所述光电式速度传感器(2)通过安装板安装在实验台面(1)一侧，所述第一定滑轮(3)设置在实验台面的另一侧，所述摩擦系数模拟组件安装在实验台面(1)的上表面，用于设置实验所需摩擦系数的摩擦面，所述第二定滑轮(4)安装在实验台面的底面上，并与第一定滑轮(3)对称设置，所述均匀力连接组件包括牵引绳(51)和连接件，所述连接件一侧用于连接实验块(100)，所述牵引绳(51)一端连接在连接件的另一侧，另一端依次绕过第一定滑轮(3)和第二定滑轮(4)，所述均匀力输出组件设置在实验台面的底面上，均匀力输出组件的输出端与牵引绳(51)绕过第二定滑轮(4)的一端连接，并依次通过牵引绳(51)和连接件向实验块(100)输出均匀拉力。
2.根据权利要求1所述的用于物理力学实验的均匀施力装置，其特征在于：所述摩擦系数模拟组件包括数显压力传感器(61)和模拟材料片(62)，所述实验台面(1)的上表面设有第一凹槽和第二凹槽，所述数显压力传感器(61)安装在第一凹槽处，且顶部传感面高出实验台面(1)的上表面1-3mm，所述模拟材料片(62)设置在第二凹槽处，模拟材料片(62)的上表面与实验台面(1)平齐。
3.根据权利要求2所述的用于物理力学实验的均匀施力装置，其特征在于：所述模拟材料片(62)是金属片、柔性材料片、塑料片或木片。
4.根据权利要求1所述的用于物理力学实验的均匀施力装置，其特征在于：所述连接件包括四根角牵引绳(52)、第一磁性板(53)和第二磁性板(54)，所述四根角牵引绳(52)的一端分别与牵引绳(51)连接，另一端分别连接在第一磁性板(53)一侧的四个角，所述牵引绳(51)的末端连接在第一磁性板(53)的中心，所述第二磁性板(54)的一侧粘接在实验块(100)的侧面，另一侧与第一磁性板(53)未连接牵引绳(51)的一侧磁性相吸。
5.根据权利要求4所述的用于物理力学实验的均匀施力装置，其特征在于：所述第一磁性板(53)的四个边上分别设有卡板(55)，所述卡板(55)卡在第二磁性板(54)的边上。
6.根据权利要求1所述的用于物理力学实验的均匀施力装置，其特征在于：所述均匀力输出组件包括伺服电机(71)、伺服驱动器(72)、动态扭矩传感器(73)、收线转盘(74)、转盘支架(75)和扭力控制芯片(76)，所述伺服电机(71)的底座固定在实验台面(1)的底面上，所述动态扭矩传感器(73)的输入端与伺服电机(71)的动力轴传动连接，所述转盘支架(75)固定在实验台面(1)的底面上，所述收线转盘(74)的转轴可转动设置在转盘支架(75)上，收线转盘(74)的转轴与动态扭矩传感器(73)的输出端传动连接，牵引绳(51)的一端与收线转盘(74)连接，且收线转盘(74)转动时将牵引绳(51)收起或放出，所述扭力控制芯片(76)通过伺服驱动器(72)控制伺服电机(71)的执行动作。
7.根据权利要求6所述的用于物理力学实验的均匀施力装置，其特征在于：所述均匀力输出组件还有显示屏(77)、显示驱动芯片(78)、数字键盘(79)、数字量输入模块(80)、模拟量输入模块(81)和存储卡(84)，所述显示屏(77)和数字键盘(79)分别安装在实验台面(1)的侧面，数字键盘(79)通过数字量输入模块(80)与扭力控制芯片(76)通信电连接，显示驱动芯片(78)与扭力控制芯片(76)通信电连接，并控制显示屏(77)的显示内容，所述动态扭矩传感器(73)通过模拟量输入模块(81)与扭力控制芯片(76)通信电连接，光电式速度传感器(2)通过模拟量输入模块(81)与扭力控制芯片(76)通信电连接，扭力控制芯片(76)将实验数据存储在存储卡(84)中。
8.根据权利要求7所述的用于物理力学实验的均匀施力装置，其特征在于：所述均匀力输出组件还有启停开关(82)和开关量输入模块(83)，所述启停开关(82)安装在实验台面(1)的侧面，并通过开关量输入模块(83)与扭力控制芯片(76)通信电连接。
9.根据权利要求8所述的用于物理力学实验的均匀施力装置，其特征在于：扭力控制芯片(76)是STM32F051C8T6嵌入式处理器。
10.根据权利要求6-9任一所述的用于物理力学实验的均匀施力装置，其特征在于：扭
力控制芯片(76)控制牵引绳(51)施加均匀拉力的方法是：实验人员通过数字键盘(79)输入
设定拉力F，设定收线转盘(74)绕线圆的半径为r，则扭力控制芯片(76)计算需要设定的扭
矩为
r，则扭力控制芯片(76)通过伺服驱动器(72)控制伺服电机(71)按照恒定
扭矩
工作，并实时通过动态扭矩传感器(73)读取实际扭矩值，若实际扭矩值与
的
偏差大于0.05%，则扭力控制芯片(76)通过伺服驱动器(72)控制伺服电机(71)进行扭矩修
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202929911U (zh) * | 2012-11-22 | 2013-05-08 | 乐山师范学院 | 摩擦力演示仪 |
| CN106769843A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-31 | 西南石油大学 | 一种钻井堵漏材料摩擦系数测量方法与装置 |
| CN206946782U (zh) * | 2017-04-29 | 2018-01-30 | 杨孟儒 | 一种中学物理摩擦力实验教具 |
| CN108905048A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-11-30 | 夏擎华 | 一种阻力输出装置及运动康复训练设备 |
| CN109493697A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-03-19 | 丁英轩 | 研究滑动摩擦力实验器材 |
| CN209859423U (zh) * | 2019-03-20 | 2019-12-27 | 吕家合 | 一种中学物理摩擦力实验装置 |
-
2022
- 2022-09-08 CN CN202211094809.6A patent/CN115171488A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202929911U (zh) * | 2012-11-22 | 2013-05-08 | 乐山师范学院 | 摩擦力演示仪 |
| CN106769843A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-31 | 西南石油大学 | 一种钻井堵漏材料摩擦系数测量方法与装置 |
| CN206946782U (zh) * | 2017-04-29 | 2018-01-30 | 杨孟儒 | 一种中学物理摩擦力实验教具 |
| CN108905048A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-11-30 | 夏擎华 | 一种阻力输出装置及运动康复训练设备 |
| CN109493697A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-03-19 | 丁英轩 | 研究滑动摩擦力实验器材 |
| CN209859423U (zh) * | 2019-03-20 | 2019-12-27 | 吕家合 | 一种中学物理摩擦力实验装置 |
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