CN210039303U - 一种便携组装式理论力学教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携组装式理论力学教具，其包括底座、支撑杆以及卡扣结构。底座上开设有腔体与通孔。腔体的内壁上开设两个条形槽。卡扣结构将支撑杆可拆卸式安装在底座上，并包括铁质齿条、弹簧、永磁铁、联轴器、齿轮、转动杆、滑块以及压条。铁质齿条穿插在通孔中。弹簧的两端分别固定在通孔的内壁和铁质齿条上。永磁铁固定在腔体的内壁上。齿轮套接在联轴器上。两个转动杆的一端分别固定在联轴器的相对两端上，且另一端均转动安装在腔体的内壁上。两个滑块的一端分别螺纹套在两个转动杆上，且另一端分别滑动安装在两个条形槽中。两个压条分别垂直安装在两个滑块上。本实用新型仅可非常简单方便的完成力学教具的组装。

Description

一种便携组装式理论力学教具

技术领域

本实用新型涉及力学教具领域，具体为一种便携组装式理论力学教具。

背景技术

在理论力学教学过程中要用到各种工程结构尤其是机械中的机构，必需弄清楚机构中各刚体的运动形式及运动间相互关系，才能进行约束力的分析。然而机构是同学们首次遇到的对象，机构中各刚体的运动形式及相对运动的关系难以想象。目前广泛应用多媒体动画展示各种机构的运动，但是一幅幅平面动画没有实际机构缩图模型逼真直观，能随意给同学们触摸和操作。同学们对机构的结构及运动常常感觉迷惑。早期使用的有关杠杆原理的力学实物教具，是纯钢铁式力学教具，体积大，质量重。此外，因实物教具不能拆卸组装，导致老师上课携带不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种便携组装式理论力学教具，以解决现有力学教具不能拆卸组装，而导致老师上课携带不便的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种便携组装式理论力学教具，其包括：

底座；

支撑杆，其一端垂直安装在底座上；

底座上开设有腔体，底座的一端上开设有与腔体内部连通的通孔；腔体靠近通孔的内壁上开设有关于通孔对称设置的两个条形槽；

支撑杆沿其轴向开设有条形孔，且通过通孔伸入腔体内；

所述理论力学教具还包括：

卡扣结构，其将支撑杆可拆卸式安装在底座上；

其中，卡扣结构包括：

铁质齿条，其穿插在通孔中并能够沿通孔轴向升降，且一端露出支撑杆；

弹簧，其收容在通孔内，弹簧的一端固定在铁质齿条上，且相对另一端固定在通孔的内壁上，并套在铁质齿条上；

永磁铁，其固定在腔体远离通孔的内壁上，并在支撑杆伸入腔体内时，与支撑杆对接并围成一个两端呈敞口状的收容区；

联轴器，其收容在所述收容区内；

齿轮，其固定套接在联轴器上；铁质齿条在支撑杆与永磁铁对接时，向下滑动与齿轮啮合；

两个转动杆，其一端分别固定在联轴器的相对两端上，两个转动杆的相对另一端分别转动安装在腔体内侧壁的相对两侧上；两个转动杆上均开设有螺纹；所述两个螺纹的方向相反；

两个滑块，其与两个转动杆相对应；两个滑块的一端分别螺纹套接在两个转动杆上，且相对另一端分别滑动安装在两个条形槽中，并均能够沿联轴器轴向往复运动；

两个压条，其与两个滑块相对应，并分别垂直安装在两个滑块上；两个压条远离滑块的一端相对设置；两个滑块相互靠近时，以使两个压条均抵压在支撑杆。

优选的，所述卡扣结构还包括：

两个橡胶板，其一端分别固定在支撑杆端面的相对两侧上，并在支撑杆伸入腔体内时，与永磁铁对接并围成所述收容区。

优选的，每个压条与相应的滑块一体设置。

优选的，所述理论力学教具还包括：

销钉，其一端垂直固定在支撑杆远离底座的一端侧壁上；

杠杆，其转动套在销钉上。

优选的，底座具有通孔的一端开设有放置槽一和放置槽二；放置槽一和放置槽二均用于收容支撑杆或杠杆。

优选的，所述理论力学教具还包括：

多个橡胶带，其两端均固定在底座的端面上，且均匀分布在放置槽一和放置槽二上，并用于固定支撑杆或杠杆。

优选的，所述理论力学教具还包括：

把手，其固定在底座的侧壁上。

优选的，把手的外壁开设防滑纹。

优选的，所述理论力学教具还包括：

两个伸缩杆，两个伸缩杆相互靠近的一端分别螺旋式伸入杠杆的相对两端，并均能够沿杠杆轴向往复运动。

优选的，两个压条相互靠近的一端均安装有橡胶垫。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中将支撑杆通过通孔伸入腔体内，并与永磁铁对接。在磁力作用下，铁质齿条向下运动与齿轮啮合，从而带动两个转动杆发生转动，最终使得两个压条相向运动以将支撑杆夹住。然后，再将杠杆套在销钉上，即可完成力学教具的组装。本实用新型通过按上述方法，仅通过将支撑杆伸入腔体内即可完成自锁，非常简单方便的完成力学教具的组装。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为底座结构俯视图；

图3为杠杆结构示意图；

图4为本实施例中，支撑杆和永磁铁组合结构放大侧视图；

图5为一些实施例中，支撑杆和永磁铁组合结构放大侧视图。

图中：底座1、腔体1-1、通孔1-2、条形槽1-3、支撑杆2、条形孔2-1、杠杆3、销钉4、铁质齿条5、弹簧6、橡胶板7、永磁铁8、齿轮9、联轴器10、转动杆11、滑块12、压条13、放置槽一14、放置槽二15、橡胶带16、把手17、伸缩杆18。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1-5，本实施例提供一种便携组装式理论力学教具，其包括底座1、支撑杆2、杠杆3、销钉4以及卡扣结构。

其中，如图1-2所示，底座1可为正方体，也可为长方体。底座1上开设有可与其高度方向相平行的腔体1-1。底座1的一端上开设有与腔体1-1内部连通的通孔1-2。腔体1-1靠近通孔1-2的内壁上开设有关于通孔1-2对称设置的两个条形槽1-3。底座1具有通孔1-2的一端开设有放置槽一14和放置槽二15。放置槽一14和放置槽二15可关于通孔1-2对称设置。

在一些实施例中，理论力学教具还包括把手17。把手17固定在底座1的侧壁上。同时，把手17的外壁还可开设防滑纹。这样可通过把手17提起底座1，更加方便老师携带力学教具。

支撑杆2可为圆柱体。支撑杆2的一端活动并垂直安装在底座1上。支撑杆2可以安装在底座1的中心部位，也可以安装在底座1的1/3处。支撑杆2沿其轴向开设有条形孔2-1。支撑杆2通过通孔1-2伸入腔体1-1内。销钉4的一端垂直固定在支撑杆2远离底座1的一端侧壁上。杠杆3转动套在销钉4上。这样可通过在杠杆3两端放置不同重量的物体，使得杠杆3在发生倾斜之后又能恢复平衡，以达到实物演示有关杠杆定律的力学教学目的。

如图3所示，为更好的演示杠杆定律，本实施例中的理论力学教具还可包括两个伸缩杆18。两个伸缩杆18相互靠近的一端分别螺旋式伸入杠杆3的相对两端，并均能够沿杠杆3轴向往复运动。本实施例中可通过手动转动任意一个伸缩杆18，来改变杠杆3的力臂的大小。

放置槽一14和放置槽二15均用于收容支撑杆2或杠杆3，即支撑杆2可放置在放置槽一14内，也可放置在放置槽二15内。杠杆3的放置位置如同支撑杆2。为避免支撑杆2和杠杆3收容在放置槽内时发生晃动，理论力学教具还可包括多个橡胶带16。多个橡胶带16的两端均固定在底座1的端面上，且均匀分布在放置槽一14和放置槽二15上。每个橡胶带16横穿在放置槽一14或放置槽二15上，并用于固定支撑杆2或杠杆3。

本实施例中，橡胶带16的数目为四个。放置槽一14和放置槽二15上各有两个橡胶带16。当将支撑杆2从底座上拆卸下来时，先将橡胶带16向外拉，然后将支撑杆2放置在放置槽一14。再松开橡胶带16。在橡胶带16自身弹力的作用下，橡胶带16与支撑杆2贴合，从而将支撑杆2限定住。杠杆3的限定方式与支撑杆2相同。

卡扣结构将支撑杆2可拆卸式安装在底座1上。卡扣结构包括铁质齿条5、弹簧6、永磁铁8、齿轮9、联轴器10、转动杆11、滑块12以及压条13。

铁质齿条5穿插在通孔1-2中并能够沿通孔1-2轴向升降，且一端露出支撑杆2。弹簧6收容在通孔1-2内。弹簧6的一端固定在铁质齿条5上，且相对另一端固定在通孔1-2的内壁上，并套在铁质齿条5上。

如图4所示，永磁铁8可呈弧形状。永磁铁8固定在腔体1-1远离通孔1-2的内壁上。永磁铁8在支撑杆2伸入腔体1-1内时，与支撑杆2对接并围成一个两端呈敞口状的收容区。与此同时，当永磁铁8与支撑杆2对接时，永磁铁8会向下吸引铁质齿条5。

联轴器10收容在收容区内。齿轮9固定套接在联轴器10上。铁质齿条5在支撑杆2与永磁铁8对接时，向下滑动与齿轮9啮合。齿轮9与铁质齿条5不在同一竖直面上。铁质齿条5位于齿轮9的前侧，即通孔1-2和条形孔2-1不是同轴设置。

如图5所示，在一些实施例中，永磁铁8可为一个呈长方体的板状结构。此时，为了能够收纳联轴器10，卡扣结构还可包括两个橡胶板7。两个橡胶板7的一端分别固定在支撑杆2端面的相对两侧上，并在支撑杆2伸入腔体1-1内时，与永磁铁8对接并围成收容区。橡胶板7还具有缓冲作用。

转动杆11的数目为两个。两个转动杆11的一端分别固定在联轴器10的相对两端上。两个转动杆11的相对另一端分别转动安装在腔体1-1内侧壁的相对两侧上。两个转动杆11上均开设有螺纹。两个螺纹的方向相反。本实施例中，支撑杆2与永磁铁8对接时，永磁铁8向下吸引铁质齿条5，使得铁质齿条5与齿轮9啮合。齿轮9带动联轴器10和两个转动杆11正向转动。当向上拔铁质齿条5时，铁质齿条5与齿轮9啮合，而使得转动杆11反向转动。

滑块12的数目为两个。两个滑块12与两个转动杆11相对应。两个滑块12的一端分别螺纹套接在两个转动杆11上，且相对另一端分别滑动安装在两个条形槽1-3中。两个滑块12均能够沿联轴器10轴向往复运动。当两个转动杆11正向转动时，两个滑块12相向运动。当两个转动杆11反向转动时，两个滑块12相背运动。

压条13的数目均为两个。两个压条13与两个滑块12相对应，并分别垂直安装在两个滑块12上。两个压条13远离滑块12的一端相对设置。两个滑块12相互靠近时，以使两个压条13均抵压在支撑杆2。每个压条13与相应的滑块12可一体设置，也可分体设置。两个压条13相互靠近的一端均安装有橡胶垫(图中未示出)。

本实施例中，组装力学教具时，先将支撑杆2的一端通过通孔1-2伸入腔体1-1内，并与永磁铁8相抵住。此时，在磁力的作用下，铁质齿条5会向下滑动与齿轮9啮合，从而使得齿轮9带动相应的联轴器10和转动杆11均发生正向转动。两个滑块12相向运动，使得两个压条13抵压在支撑杆2，以避免支撑杆2滑动。然后，将杠杆3套在销钉4上，即完成力学教具的组装。相比于现有技术中采用螺钉安装的方式，本实施例中的安装方式更加便捷快速，只需将支撑杆2放置在永磁铁8上，即可实现支撑杆2的自稳固。

拆卸力学教具时，先将杠杆3从销钉4上拔出。然后手动向拉动铁质齿条5，使得转动杆11反向转动。两个压条13相背运动。此时，两个压条13相背运动，并与支撑杆2脱离。再者，手动向上抽出支撑杆2。最后，将支撑杆2放置在放置槽一14内，将杠杆3放置在放置槽二15内，通过把手17来携带底座1。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种便携组装式理论力学教具，其包括：

底座(1)；

支撑杆(2)，其一端垂直安装在底座(1)上；

其特征在于，底座(1)上开设有腔体(1-1)，底座(1)的一端上开设有与腔体(1-1)内部连通的通孔(1-2)；腔体(1-1)靠近通孔(1-2)的内壁上开设有关于通孔(1-2)对称设置的两个条形槽(1-3)；

支撑杆(2)沿其轴向开设有条形孔(2-1)，且通过通孔(1-2)伸入腔体(1-1)内；

所述理论力学教具还包括：

卡扣结构，其将支撑杆(2)可拆卸式安装在底座(1)上；

其中，卡扣结构包括：

铁质齿条(5)，其穿插在通孔(1-2)中并能够沿通孔(1-2)轴向升降，且一端露出支撑杆(2)；

弹簧(6)，其收容在通孔(1-2)内，弹簧(6)的一端固定在铁质齿条(5)上，且相对另一端固定在通孔(1-2)的内壁上，并套在铁质齿条(5)上；

永磁铁(8)，其固定在腔体(1-1)远离通孔(1-2)的内壁上，并在支撑杆(2)伸入腔体(1-1)内时，与支撑杆(2)对接并围成一个两端呈敞口状的收容区；

联轴器(10)，其收容在所述收容区内；

齿轮(9)，其固定套接在联轴器(10)上；铁质齿条(5)在支撑杆(2)与永磁铁(8)对接时，向下滑动与齿轮(9)啮合；

两个转动杆(11)，其一端分别固定在联轴器(10)的相对两端上，两个转动杆(11)的相对另一端分别转动安装在腔体(1-1)内侧壁的相对两侧上；两个转动杆(11)上均开设有螺纹；所述两个螺纹的方向相反；

两个滑块(12)，其与两个转动杆(11)相对应；两个滑块(12)的一端分别螺纹套接在两个转动杆(11)上，且相对另一端分别滑动安装在两个条形槽(1-3)中，并均能够沿联轴器(10)轴向往复运动；

两个压条(13)，其与两个滑块(12)相对应，并分别垂直安装在两个滑块(12)上；两个压条(13)远离滑块(12)的一端相对设置；两个滑块(12)相互靠近时，以使两个压条(13)均抵压在支撑杆(2)。

2.根据权利要求1所述的便携组装式理论力学教具，其特征在于，所述卡扣结构还包括：

两个橡胶板(7)，其一端分别固定在支撑杆(2)端面的相对两侧上，并在支撑杆(2)伸入腔体(1-1)内时，与永磁铁(8)对接并围成所述收容区。

3.根据权利要求1所述的便携组装式理论力学教具，其特征在于，每个压条(13)与相应的滑块(12)一体设置。

4.根据权利要求1所述的便携组装式理论力学教具，其特征在于，所述理论力学教具还包括：

销钉(4)，其一端垂直固定在支撑杆(2)远离底座(1)的一端侧壁上；

杠杆(3)，其转动套在销钉(4)上。

5.根据权利要求4所述的便携组装式理论力学教具，其特征在于，底座(1)具有通孔(1-2)的一端开设有放置槽一(14)和放置槽二(15)；放置槽一(14)和放置槽二(15)均用于收容支撑杆(2)或杠杆(3)。

6.根据权利要求5所述的便携组装式理论力学教具，其特征在于，所述理论力学教具还包括：

多个橡胶带(16)，其两端均固定在底座(1)的端面上，且均匀分布在放置槽一(14)和放置槽二(15)上，并用于固定支撑杆(2)或杠杆(3)。

7.根据权利要求1所述的便携组装式理论力学教具，其特征在于，所述理论力学教具还包括：

把手(17)，其固定在底座(1)的侧壁上。

8.根据权利要求7所述的便携组装式理论力学教具，其特征在于，把手(17)的外壁开设防滑纹。

9.根据权利要求4所述的便携组装式理论力学教具，其特征在于，所述理论力学教具还包括：

两个伸缩杆(18)，两个伸缩杆(18)相互靠近的一端分别螺旋式伸入杠杆(3)的相对两端，并均能够沿杠杆(3)轴向往复运动。

10.根据权利要求1所述的便携组装式理论力学教具，其特征在于，两个压条(13)相互靠近的一端均安装有橡胶垫。

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