CN210200107U - 一种多功能二维运动教学演示组合套件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多功能二维运动教学演示组合套件，包括：支架；通过实验架设置在支架一侧的二维运动组件；设置于支架另一侧用于拍摄和记录二维运动组件的运动轨迹的拍照单元。有益之处在于：本实用新型能对中学物理教学中的包括自由落体运动、单摆运动和平抛运动在内的三种主要二维运动轨迹进行不间断摄影记录，并能将运动轨迹每一点相关物理参数通过相机和电脑连通后予以直观呈现，能有效提高物理教学效果。
Description
技术领域
本实用新型设计一种多功能二维运动教学演示组合套件，具体涉及教学演示设备领域。
背景技术
自由落体运动、单摆运动和平抛运动这三种形式的二维运动是中学物理重点教学内容，本实用新型能拍摄记录上述三种运动的运行轨迹，并能将运动轨迹中任意一点相关物理参数予以呈现，然后根据公式便直接计算出当地的重力加速度，有助于实现数字化物理教学，提高教学效果。目前市场尚无此类型产品。
实用新型内容
为填补当前市场空白，本实用新型旨在提供一种多功能二维运动教学演示组合套件。
为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
一种多功能二维运动教学演示组合套件，其特征在于，包括：
支架；
通过实验架设置在支架一侧的二维运动组件；
设置于支架另一侧用于拍摄和记录二维运动组件的运动轨迹的拍照单元。
进一步，上述的二维运动组件为自由落体运动组件、平抛运动组件和单摆运动组件中的至少一种。
其中，自由落体运动组件包括与实验架连接的自由落体配件、电磁铁和橡胶球，所述的电磁铁固定在自由落体配件上，而橡胶球上则设置有螺母，在电磁铁通电后，橡胶球吸附在电磁铁上。
平抛运动组件包括与实验架连接的平抛运动配件、一端固定在平抛运动配件上的机械能弧形导轨、设置在机械能弧形导轨上的橡胶球。
而单摆运动组件则包括与实验架连接的单摆运动配件、固定在单摆运动配件上的电机固定座、固定在电机固定座中的电机，以及橡胶球，所述的电机的输出轴上还设置有绕线轮，绕线轮的出线端穿过橡胶球后固定在电机固定座的定位销上。
更进一步，上述的支架还形成有用于实现距离调节的伸缩机构，所述的伸缩机构通过抽屉式伸缩导轨形成。
此外，上述的二维运动组件侧还设置有灯箱，所述的灯箱与支架通过三角托架连接。
且灯箱的光源为LED光源，且灯片覆哑膜，灯箱的外框为铝合金材质。
再进一步，上述的拍照单元为配备了工业镜头的工业相机。
本实用新型的有益效果为：本实用新型能拍摄记录自由落体运动、单摆运动和平抛运动三种二维运动的运行轨迹，并能将运动轨迹中任意一点相关物理参数予以呈现，然后根据公式便直接计算出当地的重力加速度，有助于实现数字化物理教学，提高教学效果，填补当前市场空白。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的结构示意图；
图2为本实用新型所述的自由落体运动组件的结构示意图；
图3为自由落体运动的轨迹图；
图4为本实用新型所述的平抛运动组件的结构示意图；
图5为平抛运动的轨迹图；
图6为本实用新型所述的单摆运动组件的结构示意图；
图7为单摆运动的轨迹图。
图中主要附图标记含义为：
1、支架 2、平抛运动组件 3、自由落体运动组件
4、单摆运动组件 5、照相单元 6、灯箱
7、实验架 8、橡胶球。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
图1是本实用新型一实施例的结构示意图。
如图1所示：多功能二维运动教学演示组合套件，包括：支架1；
通过实验架7设置在支架1一侧的二维运动组件；设置于支架1另一侧用于拍摄和记录二维运动组件的运动轨迹的拍照单元5，且二维运动组件可以为自由落体运动组件3，也可以为平抛运动组件2或单摆运动组件4。
在本实施例中，支架1还形成有用于实现距离调节的伸缩机构，伸缩机构通过抽屉式伸缩导轨形成，具体为两折导轨，照相单元5设置在内层导轨的边缘上，与二维运动组件相对设立，伸缩结构实现了照相单元5的拍照距离。
此外，上述的二维运动组件侧还设置有灯箱6，灯箱6与支架1通过不锈钢三角托架连接，可便于灯箱与支架进行折叠，便于整个产品携带，实验及发货。且灯箱的光源为LED光源，灯片覆哑膜，光线均匀柔和，无光斑无暗区，亮度持久，低耗能，灯箱6的外框为铝合金材质，防锈防腐蚀、超薄，轻巧，便于携带。
且在本实施例中，拍照单元5为配备了工业镜头的工业相机，具体为京航科技高速工业相机、京航科技工业镜头，两部件通过螺纹连接在一起，工业镜头上面有两个螺钉，可以分别调整孔径光栏的大小及焦距，拍照单元与电脑实现信号联通。
实施例1：自由落体运动
图2为本实用新型所述的自由落体运动组件的结构示意图。
如图2所示：自由落体运动组件包括与实验架连接的自由落体配件31、电磁铁32和30mm的橡胶球8，电磁铁32固定在自由落体配件31上，而橡胶球8上则设置有螺母，在电磁铁32通电后，橡胶球8吸附在电磁铁32上。
工业相机与电脑连接好，工业相机摄像头前盖打开，打开遥控开关，将橡胶球8上的金属位置紧贴电磁铁32，使橡胶球8悬挂于二维运动组件的屏幕中部上方位置。调节摄像头和自由落体的橡胶球8位置及工业相机的两光圈，使橡胶球8自由落体运动时大部分运动轨迹处于摄像头范围内且橡胶球8图像清晰可见。
图3为自由落体运动的轨迹图。
断电后，橡胶球8由静止自由落下，其成型的轨迹图如图4所示。轨迹图自动绘制橡胶球8自由落体运动的轨迹，同时还可显示测定数据，也可显示浏览实图和轮廓图。 并自动计算出重力加速度，且数据可导出为txt文件，同时该实验，可重复进行。
实施例2：平抛运动
图4为本实用新型所述的平抛运动组件的结构示意图。
如图4所示：平抛运动组件包括与实验架连接的平抛运动配件21、一端固定在平抛运动配件21上的机械能弧形导轨22、设置在机械能弧形导轨22上的橡胶球8。
工业相机与电脑连通后，工业相机摄像头前盖打开，打开遥控开关，调节摄像头和橡胶球8位置及相机两光圈，使橡胶球8平抛运动时大部分运动轨迹处于摄像头范围内，且橡胶球8图像清晰可见。利用电脑中的操作系统开始实验，选择平抛运动，将橡胶球8置于平抛轨道的水平端，使橡胶球8静止，然后将橡胶球8在平抛轨道的某一位置自由放开，橡胶球8由静止变为运动，离开轨道时进行平抛运动，
图5为橡胶球8进行平抛运动的轨迹图。如图5所示：轨迹图自动绘制橡胶球8平抛运动的轨迹，同时还可显示测定数据，也可显示浏览实图和轮廓图，且数据可导出为txt文件，同时该实验，可重复进行。
实施例3：单摆运动
图6为本实用新型所述的单摆运动组件的结构示意图
如图6所示：单摆运动组件包括与实验架连接的单摆运动配件41、固定在单摆运动配件41上的电机固定座42、固定在电机固定座42中的电机43，以及橡胶球8，电机43的输出轴上还设置有绕线轮，绕线轮的出线端穿过橡胶球8后固定在电机固定座42的定位销上.
工业相机与电脑连通后，工业相机摄像头前盖打开，打开遥控开关，调节摄像头和橡胶球8位置及相机两光圈，使橡胶球8单摆运动时大部分运动轨迹处于摄像头范围内，且橡胶球8图像清晰可见。利用电脑中的操作系统开始实验，选择单摆运动，将橡胶球8处于自然位置并保持静止，然后选择摆长，开始实验，使橡胶球8做10°以内的单摆运动。
图7为橡胶球8进行单摆运动的轨迹图。如图7所示：轨迹图自动绘制橡胶球8平抛运动的轨迹，同时还可显示测定数据，也可显示浏览实图和轮廓图，且数据可导出为txt文件，同时该实验，可重复进行。
Claims (9)
1.一种多功能二维运动教学演示组合套件，其特征在于，包括：
支架；
通过实验架设置在支架一侧的二维运动组件；
设置于支架另一侧用于拍摄和记录二维运动组件的运动轨迹的拍照单元。
2.根据权利要求1所述的一种多功能二维运动教学演示组合套件，其特征在于，所述的二维运动组件为自由落体运动组件、平抛运动组件和单摆运动组件中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种多功能二维运动教学演示组合套件，其特征在于，所述的自由落体运动组件包括与实验架连接的自由落体配件、电磁铁和橡胶球，所述的电磁铁固定在自由落体配件上，而橡胶球上则设置有螺母，在电磁铁通电后，橡胶球吸附在电磁铁上。
4.根据权利要求2所述的一种多功能二维运动教学演示组合套件，其特征在于，所述的平抛运动组件包括与实验架连接的平抛运动配件、一端固定在平抛运动配件上的机械能弧形导轨、设置在机械能弧形导轨上的橡胶球。
5.根据权利要求2所述的一种多功能二维运动教学演示组合套件，其特征在于，所述的单摆运动组件包括与实验架连接的单摆运动配件、固定在单摆运动配件上的电机固定座、固定在电机固定座中的电机，以及橡胶球，所述的电机的输出轴上还设置有绕线轮，绕线轮的出线端穿过橡胶球后固定在电机固定座的定位销上。
6.根据权利要求1所述的一种多功能二维运动教学演示组合套件，其特征在于，所述的支架还形成有用于实现距离调节的伸缩机构，所述的伸缩机构通过抽屉式伸缩导轨形成。
7.根据权利要求6所述的一种多功能二维运动教学演示组合套件，其特征在于，所述的二维运动组件侧还设置有灯箱，所述的灯箱与支架通过三角托架连接。
8.根据权利要求7所述的一种多功能二维运动教学演示组合套件，其特征在于，所述的灯箱的光源为LED光源，且灯片覆哑膜，灯箱的外框为铝合金材质。
9.根据权利要求1所述的一种多功能二维运动教学演示组合套件，其特征在于，所述的拍照单元为配备了工业镜头的工业相机。
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| CN201920610749.6U CN210200107U (zh) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | 一种多功能二维运动教学演示组合套件 |
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| CN201920610749.6U Active CN210200107U (zh) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | 一种多功能二维运动教学演示组合套件 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111477041A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-07-31 | 安徽师范大学 | 一种基于物联网通信技术的物理实验演示系统及方法 |
| CN111477077A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-07-31 | 安徽师范大学 | 一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备 |
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2019
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| CN111477077B (zh) * | 2020-05-22 | 2021-01-15 | 安徽师范大学 | 一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备 |
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