CN209015546U - 一种船舶浮性原理互动演示展示柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船舶浮性原理互动演示展示柜，其技术方案要点是：包括展示腔，展示腔内设置有储水腔，储水腔的上方设置有船体模型和驱动船体模型进入储水腔的提拉机构，所述储水腔旁设置有重力电子称，所述重力电子称包括盛液盘，所述盛液盘上设置有自动排液装置，所述自动排液装置包括设置于盛液盘的一侧与盛液盘滑移连接的用于放水的挡水板，以及驱动挡水板滑移放水的滑移组件；所述展示腔内还设置有液体回流机构。本实用新型的优点是：可自动将盛液盘中的液体回填入储水腔中，减少了人工操作的繁琐，使操作更加智能。

Description

一种船舶浮性原理互动演示展示柜

技术领域

本实用新型涉及展示柜领域，具体涉及一种船舶浮性原理互动演示展示柜。

背景技术

本展示柜用于船舶浮性原理演示。所谓浮性是指船舶在各种装载情况下，保持一定浮态、漂浮于水面的一定位置的能力。浮性是船舶最基本的性能，任何船舶都必须具备一定的浮性。

当船体模型浮于一定水平位置时，首先受到地球引力的作用，它的方向是垂直向下的，作用点通过船的重心。其次，船体模型浸水表面的每一部分都受到水的压力，这些压力都是垂直于船体模型表面的，其大小和深度成正比。水压力的水平分力互相抵消，垂直分力则形成一个垂直向上的合力，此合力就是支持船舶漂浮于水面一定位置的浮力。根据阿基米德定律，物体在水中所受到的浮力大小等于物体所排开水的重量。因此，船舶所受到的浮力就等于船舶所排开水的重量(通常称为排水量)。

如图1所示，现有的船舶浮性原理展示柜，包括展示腔2，展示腔2内设置有接满液体的储水腔22，储水腔的上方设置有船体模型4和提拉船体模型上下移动的提拉机构5。储水腔22旁设置有重力电子称6，所述重力电子称包括有盛液盘61。该展示柜通过提拉机构5将船体模型4放入储水腔22中，溢出的液体排入到盛液盘中61，从而观察重力电子称6的读数和船体模型4重量的关系。

在每次实验完成后，都需要人工将盛液盘中的液体倒入进储水腔内，才能够再次进行实验，增加了人力操作的繁琐。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种船舶浮性原理互动演示展示柜，其优点是可自动将盛液盘中的液体回填入储水腔中，减少了人工操作的繁琐，使操作更加智能。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种船舶浮性原理互动演示展示柜，包括展示腔，展示腔内设置有储水腔，储水腔的上方设置有船体模型和驱动船体模型进入储水腔的提拉机构，所述储水腔旁设置有重力电子称，所述重力电子称包括盛液盘，所述盛液盘上设置有自动排液装置，所述自动排液装置包括设置于盛液盘的一侧与盛液盘滑移连接的用于放水的挡水板，以及驱动挡水板滑移放水的滑移组件；所述展示腔内还设置有液体回流机构。

通过上述技术方案，提拉机构将船体模型放置于储水腔的水面上，使储水腔内的液体溢出，进入到盛液盘内，并使重力电子称对盛液盘内的液体进行称重，并将液体的重量与船体模型的重量进行比照，观察相关的数据关系。自动排液装置的设置，将盛液盘中的液体自动排出，并通过液体回流机构排入进储水腔内，从而减少了人工排出的繁琐，使得操作更加智能，减少了演示实验准备的时间，提高了演示效率。

本实用新型进一步设置为：所述滑移组件包括与挡水板固定连接的齿条，所述盛液盘上固定连接有驱动电机，驱动电机的输出轴上固定连接有与齿条啮合的齿轮

通过上述技术方案，驱动电机启动，带动齿轮转动，通过齿轮和齿条的啮合带动挡水板与盛液盘的侧壁滑移，使盛液盘中的液体迅速排出，滑移组件结构简单，便于后期的维护和零部件的更换。

本实用新型进一步设置为：所述盛液盘中设置有将液体引向挡水板一侧的引流板。

通过上述技术方案，引流板的设置，将盛液盘中的液体堆积在挡水板的一侧，当挡水板开启的时候，便于盛液盘中的液体排出，减少了盛液盘内液体的堆积，从而减少演示实验的数据误差，使得实验数据比照更加准确。

本实用新型进一步设置为：所述船体模型的上方还设置有给船体模型增加配种的配重机构。

通过上述技术方案，配重机构的设置，通过增加船体模型的整体重量，从而提高了排出液体的体积，从而增加了演示实验的比照数据，从而使得实验结构更加准确。

本实用新型进一步设置为：所述配重机构包括水平设置于船体模型上方与展示腔内壁固定连接的连接端杆，连接端杆上连接有配重块，所述连接端杆上设置有提拉配重块的升降组件。

通过上述技术方案，通过升降组件控制配重块的升降，使配重块放置于船体模型的上表面，由于配重块的重量可知，从而可方便从重力电子称显示的数据与配重块和船体模型的重量数据做比对，不仅增加了数据支持，也使得演示实验得出的结论更加准确。

本实用新型进一步设置为：所述升降组件包括设置于连接端杆上与连接端杆竖直转动连接的转动轴，连接端杆上还固定连接有驱动转动轴转动的转动电机，转动轴上绕设有连接绳，上述配重块固定连接于连接绳的端部。

通过上述技术方案，转动电机启动，带动转动轴转动，并使得连接绳缠绕在转动绳上，带动配重块上下移动。升降组件结构简单，升降效果明显，便于操作。

本实用新型进一步设置为：所述液体回流机构包括水箱，水箱的一侧设置有承接盛液盘内液体的入水管，水箱的一侧设置有水泵，水泵的入口与水箱连通，水泵的出口固定连接有出水管并用于向储水腔内蓄水。

通过上述技术方案，挡水板开启，盛液盘中的水通过入水管进入至水箱内，并通过水泵的泵压的作用，将水箱内地水泵入至储水腔内，使储水腔的液面灌满，方便下次实验的进行。液体回流机构对盛液盘的液体进行了回收，减少了人工处理的繁琐。

本实用新型进一步设置为：所述入水管的端部固定连接有用于收集液体的漏斗。

通过上述技术方案，漏斗的设置，使得盛液盘内的液体通过漏斗进入到水箱内，增大了承接液体的承接面积，减少了液体的浪费。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

一、减少了人工操作的繁琐，使操作更加智能。由于自动排液装置的设置，将盛液盘中的液体自动排出，并通过液体回流机构排入进储水腔内，从而减少了人工排出的繁琐，使得操作更加智能，减少了演示实验准备的时间，提高了演示效率；

二、提高了液体的回收利用率。漏斗的设置，使得盛液盘内的液体通过漏斗进入到水箱内，增大了承接液体的承接面积，减少了液体的浪费。

附图说明

图1是现有技术结构示意图；

图2是展示柜的结构示意图；

图3是图2细节A处的放大图，并体现提拉机构；

图4是体现提拉机构的侧视图；

图5是体现液体回流机构的剖视图；

图6是体现自动排液装置的结构示意图。

图中，1、展示柜体；2、展示腔；21、分割板；22、储水腔；23、滑移孔；24、引水槽；3、动力驱动腔；4、船体模型；5、提拉机构；51、支撑杆；52、提拉绳；53、连接杆；54、电动推杆；6、重力电子称；61、电子称主体；62、盛液盘；621、引流板；7、自动排液装置；71、排水口；72、挡水板；73、滑移组件；731、齿条；732、驱动电机；733、齿轮；74、橡胶垫；8、液体回流机构；81、水箱；82、入水管；83、漏斗；84、水泵；85、出水管；9、配重机构；91、连接端杆；92、升降组件；921、转动轴；922、转动电机；923、连接绳；93、配重块。

具体实施方式

一种船舶浮性原理互动演示展示柜，如图1所示，包括矩形的展示柜体1，展示柜体1的上表面固定连接有矩形的玻璃材质的展示腔2，展示腔2的背侧固定连接有矩形的动力驱动腔3。展示腔2内中部竖直固定连接有矩形的分割板21，使得分割板21的一侧形成了一个密闭的储水腔22，储水腔22内灌满了水，水面上悬挂着一个重量已知的船体模型4，船体模型4的上方设置有与船体模型4固定连接并驱动船体模型4上下移动的提拉机构5。储水腔22旁于展示腔2内底面固定连接有重力电子称6。

如图2和图3所示，提拉机构5包括水平设置于船体模型4上方U型的支撑杆51，支撑杆51两个平行段的下周面分别固定连接有两个提拉绳52，提拉绳52的端部与船体模型4上表面的两侧固定连接。通过四个提拉绳52的提拉使得船体模型4移动的更加稳固。支撑杆51水平固定连接有引入动力驱动腔3的连接杆53，动力驱动腔3内竖直固定连接有电动推杆54，电动推杆54的活塞杆的端部与连接杆53固定连接。上述展示腔2开设有连通动力驱动腔3的滑移孔23，上述连接杆53穿设于滑移孔23内，并在滑移孔23内竖直方向滑移。当电动推杆54启动后会通过提拉绳52将船体模型4放入储水腔22的水面上，由于储水腔22为满水状态，所以船体模型4的放入会将一定量的液体流入重力电子称6中。

如图5所示，重力电子称6为英衡品牌的精密电子称，精准达到0.1g，从而可精确对储水腔22内溢出的液体进行称重。重力电子称6包括电子称主体61和放置于电子称主体61上表面的矩形的盛液盘62，上述分隔板朝向重力电子称6的一侧固定连接有朝向盛液盘62设置的引水槽24，从而当船体模型4放置于储水腔22的水面时，储水腔22内的溢出的液体通过引水槽24流入盛液盘62内，防止液体未流入盛液盘62中对测量数据造成影响，从而减少了实验误差。盛液盘62的一侧设置有自动排液装置7（此处如图6所示），用于将盛液盘62的液体排出。展示柜体1内设置有液体回流机构8，用于将盛液盘62中排出的液体回流至储水腔22内。

如图6所示，自动排液装置7包括开设于盛液盘62一侧矩形的排水口71，排水口71朝向盛液槽外周面的一侧竖直滑移连接有矩形的挡水板72，挡水板72上设置有驱动挡水板72与盛液盘62外壁竖直滑移的滑移组件73。通过滑移组件73对挡水板72的控制，自动的将盛液盘62内的液体排出，减少了人工排液的繁琐，使得操作更加智能，减少了演示实验准备的时间，也提高了演示效率。滑移组件73包括竖直固定连接于挡水板72背离盛液盘62的一侧的齿条731，盛液盘62设置有挡水板72的一侧固定连接有驱动电机732，驱动电机732的输出轴上固定连接有与齿条731啮合的齿轮733。通过驱动电机732的正反转控制挡水板72的上下移动，从而控制排水口71的开合，不仅便于操作，而且结构简单。排水口71背离盛液盘62内壁的一侧固定连接有环形的橡胶垫74，从而当挡水板72关合时，弥补排水口71的空隙，从而减少盛液盘62的液体从空隙处流出。上述盛液盘62内固定连接有向挡水板72倾斜的矩形的引流板621。从而使得挡水板72开启后，加快了盛液盘62内的液体排出，减少了液体的堆积，影响重力电子称6称量的数据误差。

如图5所示，液体回流机构8包括设置于展示柜体1内与展示柜体1内壁固定连接的圆柱形的水箱81，水箱81的上表面固定连接有与水箱81连通的入水管82，入水管82背离与水箱81连接的一端穿设于展示腔2的底面，并在入水管82的端部固定连接有漏斗83。漏斗83的设置，延展了入水管82管口的直径，使得挡水板72（此处如图6所示）打开时，盛液盘62的液体全部流入漏斗83内，对液体起到了回收的作用。水箱81的周面连通设置有水泵84，水泵84的出口端固定连接有出水管85，出水管85的端部穿设于展示腔2的侧壁。当水泵84工作时，将水箱81的液体通过出水管85泵入储水腔22内，当储水腔22内液体灌满后，水泵84关闭，从而减少了人工操作的繁琐，使操作更加智能和方便。

如图2和图3所示，船体模型4的上方设置有配重机构9，用于增加比照数据，使船舶浮性原理演示现象更加准确。配重机构9包括水平设置于船体模型4上方并与展示腔2内壁固定连接的矩形的连接端杆91，连接端杆91上设置有升降组件92，连接端杆91上挂设有两个重量已知的配重块93。升降组件92包括转动连接于连接端杆91一侧的竖直转动的两个转动轴921，连接端杆91背离转动轴921的一侧固定连接有两个转动电机922，转动电机922的输出轴贯穿于连接端杆91并与转动轴921固定连接，转动轴921上绕设有连接绳923，上述配重块93固定连接于连接绳923的端部。当观察者通过提拉机构5将船体模型4放置于储水腔22的水中时，实验者可通过测量储水腔22内溢出的液体重量与船体模型4重量做比照。实验者还可以驱动转动电机922转动，使配重块93落入船体模型4的上表面，再通过重力电子称6测量溢出液体的重量与此时配重块93和船体模型4的重量做比照，来得到浮力和排出液体重量之间的关系。配重机构9的设置增加了实验次数，和比照数据，便于实验者通过多次实验更有利的得出浮性原理的现象数据。

工作过程：首先实验者通过提拉机构5将船体模型4放置于储水腔22内，使储水腔22内的液体通过引水板流入盛液盘62内，记录重力电子称6的数据与船体模型4的重量做比照，然后控制转动电机922分批将配重块93下放落入船体模型4上，再记录重力电子秤的重量，再做比照，最后控制驱动电机732，将盛液盘62内的液体排入水箱81内。当再次进行演示实验时，启动水泵84将水箱81内的液体将储水腔22内灌满。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种船舶浮性原理互动演示展示柜，包括展示腔(2)，展示腔(2)内设置有储水腔(22)，储水腔(22)的上方设置有船体模型(4)和驱动船体模型(4)进入储水腔(22)的提拉机构(5)，所述储水腔(22)旁设置有重力电子称(6)，所述重力电子称(6)包括盛液盘(62)，其特征是：所述盛液盘(62)上设置有自动排液装置(7)，所述自动排液装置(7)包括设置于盛液盘(62)的一侧与盛液盘(62)滑移连接的用于放水的挡水板(72)，以及驱动挡水板(72)滑移放水的滑移组件(73)；所述展示腔(2)内还设置有液体回流机构(8)。

2.根据权利要求1所述的一种船舶浮性原理互动演示展示柜，其特征是：所述滑移组件(73)包括与挡水板(72)固定连接的齿条(731)，所述盛液盘(62)上固定连接有驱动电机(732)，驱动电机(732)的输出轴上固定连接有与齿条(731)啮合的齿轮(733)。

3.根据权利要求2所述的一种船舶浮性原理互动演示展示柜，其特征是：所述盛液盘(62)中设置有将液体引向挡水板(72)一侧的引流板(621)。

4.根据权利要求3所述的一种船舶浮性原理互动演示展示柜，其特征是：所述船体模型(4)的上方还设置有给船体模型(4)增加配种的配重机构(9)。

5.根据权利要求4所述的一种船舶浮性原理互动演示展示柜，其特征是：所述配重机构(9)包括水平设置于船体模型(4)上方与展示腔(2)内壁固定连接的连接端杆(91)，连接端杆(91)上连接有配重块(93)，所述连接端杆(91)上设置有提拉配重块(93)的升降组件(92)。

6.根据权利要求5所述的一种船舶浮性原理互动演示展示柜，其特征是：所述升降组件包括设置于连接端杆(91)上与连接端杆(91)竖直转动连接的转动轴(921)，连接端杆(91)上还固定连接有驱动转动轴(921)转动的转动电机(922)，转动轴(921)上绕设有连接绳(923)，上述配重块(93)固定连接于连接绳(923)的端部。

7.根据权利要求6所述的一种船舶浮性原理互动演示展示柜，其特征是：所述液体回流机构(8)包括水箱(81)，水箱(81)的一侧设置有承接盛液盘(62)内液体的入水管(82)，水箱(81)的一侧设置有水泵(84)，水泵(84)的入口与水箱(81)连通，水泵(84)的出口固定连接有出水管(85)并用于向储水腔(22)内蓄水。

8.根据权利要求7所述的一种船舶浮性原理互动演示展示柜，其特征是：所述入水管(82)的端部固定连接有用于收集液体的漏斗(83)。