CN202948623U

CN202948623U - 用于斜面上力的合成与分解实验的装置

Info

Publication number: CN202948623U
Application number: CN 201220616010
Authority: CN
Inventors: 和法鹏
Original assignee: JIANGSU EDISON EDUCATION DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: JIANGSU EDISON EDUCATION DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-11-20
Filing date: 2012-11-20
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2022-11-20

Abstract

本实用新型公开了一种用于斜面上力的合成与分解实验的装置，属一种物理实验器材，包括底座，以及安装在底座上的角度板与固定臂，所述的固定臂包括横向固定臂与纵向固定臂，所述横向固定臂的其中一端活动固定在底座上，所述底座中还设有电路板，且横向固定臂与纵向固定臂上的T型轴承均通过力传感器接入电路板；所述的角度板安装在与横向固定臂同一端的底座上，且角度板朝横向固定臂的另一端相倾斜。将被测物体固定在横向固定臂与纵向固定臂之间后，由力传感器将被测物体向横向固定臂与纵向固定臂所施加的重力传输至电路板，进而通过显示装置读出实时变化的数据，整个过程较为连贯，且实验装置无需手动搭建，使得力的合成与分解实验较易实现。

Description

用于斜面上力的合成与分解实验的装置

技术领域

本实用新型涉及一种物理实验器材，更具体的说，本实用新型主要涉及一种用于斜面上力的合成与分解实验的装置。

背景技术

力的分解是指几个力共同作用产生的效果可以用一个力来代替，这个力就叫做前述几个力的合力，求一个已知力的分力过程。即如果几个力共同作用在物体上产生的效果与一个力单独作用在物体上产生的效果相同，则把这个力叫做这几个力的合力，即合力与分力是一种等效代替关系。目前在进行前述力的合成与分解实验，尤其是斜面上力的合成与分解实验时，所采用实验装置的搭建复杂难以符合要求，直接导致实验很难成功，并且手动操作的方式还无法实时反映数据的连续性变化，不利于对该物理现象的解释，因此基于前述的力的合成与分解实验，有必要对用于该实验的工具结构做进一步的改进。

发明内容

本实用新型的目的之一在于解决上述不足，提供一种用于斜面上力的合成与分解实验的装置，以期望解决现有技术中斜面力的合成与分解实验工具搭建复杂难以符合要求，使得该实验不易成功，且无法反映数据的实时变化过程等技术问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型所提供的一种用于斜面上力的合成与分解实验的装置，包括底座，以及安装在底座上的角度板与固定臂，所述的固定臂包括横向固定臂与纵向固定臂，所述横向固定臂的其中一端活动固定在底座上，用于使另一端作为活动端，并可绕活动固定的一端转动；所述纵向固定臂安装在横向固定臂上并与其呈T型，且横向固定臂与纵向固定臂的其中一侧上均设有T型轴承；所述底座中还设有电路板，且横向固定臂与纵向固定臂上的T型轴承均通过力传感器接入电路板；所述的角度板安装在与横向固定臂同一端的底座上，且角度板朝横向固定臂的另一端相倾斜。

作为优选，进一步的技术方案是：所述的力传感器分别安装在横向固定臂与纵向固定臂的内部，并通过导线接入电路板。

更进一步的技术方案是：所述横向固定臂与纵向固定臂上的T型轴承安装在它们的同一侧，且两个T型轴承的延长线相互垂直。

更进一步的技术方案是：所述呈T型的横向固定臂与纵向固定臂还相互垂直。

更进一步的技术方案是：所述的电路板上至少集成有单片机与液晶显示电路，用于由单片机将力传感器所反馈的电信号输出至液晶显示电路，通过液晶显示电路所接入的显示装置读出来自于力传感器的实时数据。

更进一步的技术方案是：所述的横向固定臂的固定端附近还设有角度传感器，且角度传感器也通过导线接入电路板。

更进一步的技术方案是：所述的横向固定臂的活动端上还安装有转动手柄。

更进一步的技术方案是：所述的角度板与横向固定臂在底座上的安装方向相互平行，且角度板穿过横向固定臂的内部。

更进一步的技术方案是：所述的底座上还设有固定臂安装座与角度板安装座，横向固定臂与角度板分别安装在底座上的固定臂安装座与角度板安装座上。

更进一步的技术方案是：所述横向固定臂活动固定的一端通过转动轴安装在底座上的固定臂安装座上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果之一是：将被测物体固定在横向固定臂与纵向固定臂之间后，在横向固定臂的活动端不断向上转动时，即使得横向固定臂与纵向固定臂逐步成为斜面，再通过它们同一侧安装的T型轴承，即会将横向固定臂运动时，由力传感器将被测物体向横向固定臂与纵向固定臂所施加的重力传输至电路板，进而通过显示装置读出实时变化的数据，整个过程较为连贯，且实验装置为整体式，无需手动搭建，使得斜面上力的合成与分解实验较易实现，大大提高了这一物理现象的可见性，较适宜在教学实验中应用，同时本实用新型所提供的一种用于斜面上力的合成域分解实验的装置结构简单，适宜工业化生产，易于推广。

附图说明

图1为用于说明本实用新型一个实施例的结构示意图；

图中，1为底座、2为角度板、3为固定臂、31为横向固定臂、32为纵向固定臂、4为T型轴承、5为电路板、6为力传感器、7为角度传感器、8为转动手柄、9为固定臂安装座、10为角度板安装座、11为转动轴、12为被测物体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。

参考图1所示，本实用新型的一个实施例是一种用于斜面上力的合成与分解实验的装置，包括底座1，以及安装在底座1上的角度板2与固定臂3，所述的固定臂3包括横向固定臂31与纵向固定臂32，所述横向固定臂31的其中一端活动固定在底座1上，用于使另一端作为活动端，并可绕活动固定的一端转动；所述纵向固定臂32安装在横向固定臂31上并与其呈T型，且横向固定臂31与纵向固定臂32的其中一侧上均设有T型轴承4；所述底座1中还设有电路板5，且横向固定臂31与纵向固定臂32上的T型轴承4均通过力传感器6接入电路板5；所述的角度板2安装在与横向固定臂31同一端的底座1上，且角度板2呈圆弧状，并朝横向固定臂31的另一端相倾斜。

而结合上述T型轴承4所要实现的功能，需将两个T型轴承4安装在横向固定臂31与纵向固定臂32的同一侧，并且，为保证力传感器6反馈数据的准确性，其安装的方式最好为使两个T型轴承4的延长线可相互垂直。而显然的，将呈T型的横向固定臂31与纵向固定臂32也设置为相互垂直还能进一步提升力传感器6数据采集的准确性。同时为方便手动将横向固定臂31进行转动操作，还可以在其活动端安装转动手柄8；并且角度板2与横向固定臂31在底座1上的安装方向最好为相互平行，并且角度板2穿过横向固定臂31的内部，以保证横向固定臂31在转动时能直接从角度板2上读出其旋转的角度。

上述实施例中力传感器6的作用是将被测物体12所施加的重力传输至电路板5中，并通过电路板5将力传感器6所反馈的电信号读出，而力传感器6最好安装在横向固定臂31与纵向固定臂32的内部，并通过导线接入电路板5。即基于上述实施例，本实用新型用于解决技术问题更加优选的一个实施例是在上述电路板5上至少集成单片机与液晶显示电路，其作用是由单片机将力传感器6所反馈的电信号输出至液晶显示电路，通过液晶显示电路所接入的显示装置读出来自于力传感器6的实时数据。而参考现有技术，前述的显示装置比较常用的为液晶显示屏或LED显示屏。

根据本实用新型的另一个实施例，所述的横向固定臂31的固定端附近还设有角度传感器7，且角度传感器7也通过导线接入电路板5，通过该角度传感器7还可对横向固定臂31的转动角度进行实施检测，并通过电路板5进行读取。

再次参考图1所示，根据本实用新型的另一个实施例，所述的底座1上还设有固定臂安装座9与角度板安装座10，横向固定臂31与角度板2分别安装在底座1上的固定臂安装座9与角度板安装座10上。并且横向固定臂31活动固定的一端最好通过转动轴11安装在底座1上的固定臂安装座9上。而还需要说明的是，本实用新型上述实施例中所提到的各个部件之间的连接固定方式，为便于安装和拆卸，均可采用现有技术中的螺栓或螺钉进行固定，并且为增大摩擦力，在螺栓与螺母相配合固定时还可采用垫片进行辅助。

本实用新型所公开的一种用于斜面上力的合成与分解实验的装置在实际使用时，我们将被测物体12放置在T型轴承4之上，此时横向固定臂31与纵向固定臂32上的T型轴承4都应有一个不同大小的力；然后抓住转动手柄8向上提，也就是转动横向固定臂31，在横向固定臂31转动的过程中，两个T型轴承4上的力就产生了变化，即内置在横向固定臂31与纵向固定臂32中的力传感器6就采集到了力的变化情况，然后通过电路把变化情况传输到电路板上最后由单片机计算测量出力的即时数值输出显示在LED显示屏或液晶显示屏上。而角度板2的作用则是测量横向固定臂31转动的角度，可选配的角度传感器7也是测量横向固定臂31转动的角度，只是角度传感器7是连接在转动轴11上直接测出转动角度，而角度板2是我们通过肉眼观察角度用的，即两者作用基本相同。

另外，还需要说明的是，在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims

1.一种用于斜面上力的合成与分解实验的装置，包括底座（1），以及安装在底座（1）上的角度板（2）与固定臂（3），其特征在于：所述的固定臂（3）包括横向固定臂（31）与纵向固定臂（32），所述横向固定臂（31）的其中一端活动固定在底座（1）上，用于使另一端作为活动端，并可绕活动固定的一端转动；所述纵向固定臂（32）安装在横向固定臂（31）上并与其呈T型，且横向固定臂（31）与纵向固定臂（32）的其中一侧上均设有T型轴承（4）；所述底座（1）中还设有电路板（5），且横向固定臂（31）与纵向固定臂（32）上的T型轴承（4）均通过力传感器（6）接入电路板（5）；所述的角度板（2）安装在与横向固定臂（31）同一端的底座（1）上，且角度板（2）朝横向固定臂（31）的另一端相倾斜。

2.根据权利要求1所述的用于斜面上力的合成与分解实验的装置，其特征在于：所述的力传感器（6）分别安装在横向固定臂（31）与纵向固定臂（32）的内部，并通过导线接入电路板（5）。

3.根据权利要求1所述的用于斜面上力的合成与分解实验的装置，其特征在于：所述横向固定臂（31）与纵向固定臂（32）上的T型轴承（4）安装在它们的同一侧，且两个T型轴承（4）的延长线相互垂直。

4.根据权利要求1或3所述的用于斜面上力的合成与分解实验的装置，其特征在于：所述呈T型的横向固定臂（31）与纵向固定臂（32）还相互垂直。

5.根据权利要求1所述的用于斜面上力的合成与分解实验的装置，其特征在于：所述的电路板（5）上至少集成有单片机与液晶显示电路，用于由单片机将力传感器（6）所反馈的电信号输出至液晶显示电路，通过液晶显示电路所接入的显示装置读出来自于力传感器（6）的实时数据。

6.根据权利要求1所述的用于斜面上力的合成与分解实验的装置，其特征在于：所述的横向固定臂（31）的固定端附近还设有角度传感器（7），且角度传感器（7）也通过导线接入电路板（5）。

7.根据权利要求1所述的用于斜面上力的合成与分解实验的装置，其特征在于：所述的横向固定臂（31）的活动端上还安装有转动手柄（8）。

8.根据权利要求1所述的用于斜面上力的合成与分解实验的装置，其特征在于：所述的角度板（2）与横向固定臂（31）在底座（1）上的安装方向相互平行，且角度板（2）穿过横向固定臂（31）的内部。

9.根据权利要求1或8所述的用于斜面上力的合成与分解实验的装置，其特征在于：所述的底座（1）上还设有固定臂安装座（9）与角度板安装座（10），横向固定臂（31）与角度板（2）分别安装在底座（1）上的固定臂安装座（9）与角度板安装座（10）上。

10.根据权利要求9所述的用于斜面上力的合成与分解实验的装置，其特征在于：所述横向固定臂（31）活动固定的一端通过转动轴（11）安装在底座（1）上的固定臂安装座（9）上。