CN204576909U - 一种失重实验平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种失重实验平台，包括支架，支架包括底座、竖直支架和水平支架，水平支架的下端面设置有挂钩，挂钩上栓有牵引绳，牵引绳具有弹性且其下端固定有实验盒，实验盒的上端面设有数个电磁铁，水平支架的下端面设有与电磁铁对应且含有铁磁性物质的金属片；底座上设有与电磁铁连通的电磁铁控制系统，底座上还设有与电磁铁控制系统相连的电磁铁开关；实验盒内固定有由透明材料制成的物理模型盒，实验盒的一个侧壁上设有摄像头，底座上设有与摄像头相连的视频处理系统，底座上设有与视频处理系统相连的视频开关和显示屏。本实用新型结构简单，成本低，便于调节，能够得到失重、超重条件下物理模型的状态，方便实际教学。
Description
技术领域
本实用新型涉及实验装置，具体涉及一种失重实验平台。
背景技术
在地球上，任何相对地心加速度恒为重力加速度的系统都是完全失重体系，因为在非惯性系统中，质点受到的惯性力和重力大小相等，方向相反。围绕地球飞行的航天器或者做抛物线飞行的飞机的加速度都等于重力加速度，所以，它们都是理想的失重平台。但是，航天器和飞机对教学演示来讲，过于昂贵，且不能在普通实验室内实现。因此，在物理教学中，设计一个成本低廉，性能可靠的失重平台演示系统显得十分必要。
发明内容
本实用新型的目的一种失重实验平台，该平台能演示物理模型在失重环境下的状态。
本实用新型所述的一种失重实验平台，包括支架，支架包括底座、沿竖直方向固定在底座上端面上的竖直支架和固定在竖直支架顶端的水平支架，所述水平支架的下端面设置有挂钩，挂钩上栓有牵引绳，牵引绳具有弹性且其下端固定有实验盒，实验盒的上端面均匀布置有数个电磁铁，所述水平支架的下端面设有与所述电磁铁对应且含有铁磁性物质的金属片；所述底座上设有与所述电磁铁连通的电磁铁控制系统，所述底座上还设有与所述电磁铁控制系统相连的电磁铁开关；所述实验盒内固定有由透明材料制成的物理模型盒，所述实验盒的一个侧壁上设有朝向所述实验盒内部的摄像头，所述底座上设有与摄像头相连的视频处理系统，所述底座上设有与所述视频处理系统相连的视频开关和显示屏。
采用上述技术方案，利用电磁铁控制实验盒的下落，方便快捷；设置弹性的牵引绳，在实验过程中能够得到失重、超重条件下物理模型的状态。设置摄像头和显示屏和视频处理系统，方便观测物理模型的状态。
进一步，所述实验盒的一个侧壁上设有用于放置手机的手机卡槽，所述手机卡槽的两侧均设有活动卡片和压缩弹簧以组成夹持结构，压缩弹簧的一端固定在所述手机卡槽的侧壁上，压缩弹簧的另一端固定在所述活动卡片上。手机卡槽用于放置手机等视频录制设备，为实验提供了一种便捷的选择，同时在实验过程中夹持结构能够防止视频录制设备滑落。
进一步，所述底座上设置有与所述视频处理系统相连的USB插口，方便传输摄像头所录制的视频文件。
进一步，所述竖直支架是由两个支撑件组成的能够伸缩的结构，两个支撑件的侧壁上均设有刻度。方便调节和精确控制竖直支架的高度。
进一步，所述牵引绳由弹簧和细绳连接而成，细绳栓在所述挂钩上，弹簧的一端与细绳连接，弹簧的另一端固定在所述实验盒上。使得实验过程中能够得到完全失重、部分失重和超重条件下物理模型的状态。
进一步，所述实验盒的底板上设有四个用于固定所述物理模型盒的卡片，方便固定和取出物理模型盒。
进一步，所述物理模型盒内设有单摆或天平或沙漏或浮块。
本实用新型结构简单，成本低，便于调节，能够得到失重、超重条件下物理模型的状态，方便实际教学。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为水平支架的结构示意图；
图3为实验盒的底板的结构示意图；
图4为手机卡槽的结构示意图；
图5为内部设有单摆的物理模型盒的结构示意图；
图6为内部设有天平的物理模型盒的结构示意图；
图7为内部设有沙漏的物理模型盒的结构示意图；
图8为内部设有浮块的物理模型盒的结构示意图。
图中：1—支架；2—牵引绳；3—实验盒；4—物理模型盒；5—电磁铁控制系统；6—底座；7—竖直支架；8—水平支架；9—电磁铁开关；10—视频开关；11—显示屏；12—USB插口；13—挂钩；14—金属片；15—电磁铁；16—手机卡槽；17—摄像头；18—活动卡片；19—压缩弹簧；20—卡片；21—视频处理系统；22—单摆；23—天平；24—沙漏；25—浮块。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示的一种失重实验平台，包括支架1，支架1包括底座6、沿竖直方向固定在底座6上端面上的竖直支架7和固定在竖直支架7顶端的水平支架8，竖直支架7是由两个支撑件组成的能够伸缩的结构，两个支撑件的侧壁上均设有刻度，能够伸缩的竖直支架7配合刻度能精确调整竖直支架7的高度。水平支架8的下端面设置有挂钩13，挂钩13上栓有牵引绳2，牵引绳2的长度小于竖直支架7的高度，牵引绳2具有弹性且其下端固定有实验盒3，具体的，牵引绳2由弹簧和细绳连接而成，细绳栓在挂钩13上，弹簧的一端与细绳连接，弹簧的另一端固定在实验盒3上。实验盒3的上端面均匀布置有数个电磁铁15，如图2所示，水平支架8的下端面设有与电磁铁15对应且含有铁磁性物质的金属片14。底座6上设有与电磁铁15连通的电磁铁控制系统5，底座6上还设有与电磁铁控制系统5相连的电磁铁开关9，电磁铁开关9用于控制电磁铁15。实验盒3内固定有物理模型盒4，物理模型盒4是由透明材料制成的六面半封闭小盒，实验盒3的一个侧壁上设有朝向实验盒3内部的摄像头17，摄像头17用于拍摄物理模型盒4内部的物理模型的状态，底座6上设有与摄像头17相连的视频处理系统21，底座6上设有与视频处理系统21相连的视频开关10、显示屏11 和USB插口12，视频开关10用于控制摄像头17，显示屏11用于播放摄像头17录制的视频，USB插口12用于传输视频文件。视频处理系统21用于存储和处理摄像头17录制的视频，使得实验人员能在显示屏11上观看摄像头17录制的视频，并且在观看过程中可对视频进行慢速播放、快速播放以及回看等处理。
如图4所示，实验盒3的一个侧壁上设有用于放置手机的手机卡槽16，手机卡槽16的两侧均设有活动卡片18和压缩弹簧19以组成夹持结构，压缩弹簧19的一端固定在手机卡槽16的侧壁上，压缩弹簧19的另一端固定在活动卡片18上，当手机放置在手机卡槽16内时，两个活动卡片18从手机的两个夹住手机，能防止实验过程中手机从手机卡槽16滑出。
如图3所示，实验盒3的底板上设有四个用于固定物理模型盒4的卡片20，四个卡片20能将物理模型盒4卡住，使得物理模型盒4固定在实验盒3的底板上。
本实施例所述的物理模型盒4有四种，如图5所示的内部设有单摆22的物理模型盒4、如图6所示的内部设有天平23的物理模型盒4、如图7所示的内部设有沙漏24的物理模型盒4以及如图8所示的内部设有浮块25的物理模型盒4。显然本实用新型所述的物理模型盒4内部还可以设置其他物理模型。
本实用新型所述的失重实验平台的使用过程为：
1、选择一种物理模型盒4，并将物理模型盒4固定在实验盒3的底板上；
2、根据竖直支架7高度，调节牵引绳2的长度，将牵引绳2中细绳拴在挂钩13上，实验盒3固定在弹簧的末端；
3、打开电磁铁开关9，将实验盒3吸附于水平支架8上；
4、打开视频开关10，以使摄像头17开始工作；
5、断开电磁铁开关9，让实验盒3自由下落；
6、待实验盒3静止后，关掉视频开关10；
7、可在显示屏11上观看摄像头17录制的视频，也可通过USB插口12将视频文件导出，以便在电脑上进行观看和分析在完全失重、部分失重和超重条件下物理模型的状态。
实验过程中还可以在手机卡槽16内放置具有录像功能的设备对物理模型盒4进行拍摄，具有录像功能的设备包括手机。
本文中所述的上下均以图1为准。
Claims (7)
1.一种失重实验平台，包括支架（1），支架（1）包括底座（6）、沿竖直方向固定在底座（6）上端面上的竖直支架（7）和固定在竖直支架（7）顶端的水平支架（8），其特征在于：所述水平支架（8）的下端面设置有挂钩（13），挂钩（13）上栓有牵引绳（2），牵引绳（2）具有弹性且其下端固定有实验盒（3），实验盒（3）的上端面均匀布置有数个电磁铁（15），所述水平支架（8）的下端面设有与所述电磁铁（15）对应且含有铁磁性物质的金属片（14）；所述底座（6）上设有与所述电磁铁（15）连通的电磁铁控制系统（5），所述底座（6）上还设有与所述电磁铁控制系统（5）相连的电磁铁开关（9）；所述实验盒（3）内固定有由透明材料制成的物理模型盒（4），所述实验盒（3）的一个侧壁上设有朝向所述实验盒（3）内部的摄像头（17），所述底座（6）上设有与摄像头（17）相连的视频处理系统（21），所述底座（6）上设有与所述视频处理系统（21）相连的视频开关（10）和显示屏（11）。
2.根据权利要求1所述的失重实验平台，其特征在于：所述实验盒（3）的一个侧壁上设有用于放置手机的手机卡槽（16），所述手机卡槽（16）的两侧均设有活动卡片（18）和压缩弹簧（19）以组成夹持结构，压缩弹簧（19）的一端固定在所述手机卡槽（16）的侧壁上，压缩弹簧（19）的另一端固定在所述活动卡片（18）上。
3.根据权利要求1所述的失重实验平台，其特征在于：所述底座（6）上设置有与所述视频处理系统（21）相连的USB插口（12）。
4.根据权利要求1所述的失重实验平台，其特征在于：所述竖直支架（7）是由两个支撑件组成的能够伸缩的结构，两个支撑件的侧壁上均设有刻度。
5.根据权利要求1所述的失重实验平台，其特征在于：所述牵引绳（2）由弹簧和细绳连接而成，细绳栓在所述挂钩（13）上，弹簧的一端与细绳连接，弹簧的另一端固定在所述实验盒（3）上。
6.根据权利要求1所述的失重实验平台，其特征在于：所述实验盒（3）的底板上设有四个用于固定所述物理模型盒（4）的卡片（20）。
7.根据权利要求1-6任一项所述的失重实验平台，其特征在于：所述物理模型盒（4）内设有单摆（22）或天平（23）或沙漏（24）或浮块（25）。
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|---|---|---|---|---|
| CN105931522A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-09-07 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种微重力两自由度随动平衡吊挂、转移装置 |
| CN109272831A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-01-25 | 广西师范大学 | 一种超重、失重演示仪 |
| CN114677890A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-06-28 | 西安国际医学中心有限公司 | 一种模拟人体血管在失重状态下血液循环的研究装置 |
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