CN210955714U - 一种物理教学实验模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物理教学实验模拟装置，包括：底座、罩体、固定板、螺纹杆、导杆、升降组件、驱动组件和控制组件；升降组件包括内螺纹块、导块、吸合板、电磁铁和铁质试验块；驱动组件设置在底座的空腔内，且用于驱动螺纹杆转动；控制组件包括按压开关、压力传感控制开关和计时器。本实用新型实现了物理教学中重力实验的高精度模拟展示。本实用新型通过驱动组件即可实现升降组件的升高和降低，进而通过电磁铁实现对铁质试验块的释放和吸附，配合压力传感控制开关和计时器对重量模拟结果进行计算，操作简单、模拟精度高。

Description

一种物理教学实验模拟装置

技术领域

本实用新型涉及实验演示设备技术领域，更具体的说是涉及一种物理教学实验模拟装置。

背景技术

物理学是研究物质运动一般规律和物质结构最基本的学科。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，它是当今最精密的一门自然科学学科。

物理学习是教学中很重要的部分，由于物理中力学的课程概念性强、抽象性强、应用性强等特点，对很多学生来说书本上的物理理论原理很难理解，出现教师讲解的知识学生无法理解的情况。因此物理教师在教学的过程中经常会使用实验模拟装置，学生借助相关实验装置才能对书本知识融会贯通，所以物理教学过程中使用实验装置来辅助教学越来越普遍。由此可以看出，在教师讲解时利用实验模拟装置辅助教学，有利于学生真实、直观、形象的了解某一物理现象，掌握教师讲解的理论知识，使学生将理论与实践相结合，提高学生的学习能力。

然而，现有的实验装置实验精确度低，实验过程中很多地方需要做抽象化想象，有时学生操作不规范，会出现较大的偏差，影响实验结论的得出，不利于教学。

因此，如何提供一种使用精度高、操作便捷的物理教学实验模拟装置，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种物理教学实验模拟装置，解决普通物理教学用模拟装置使用精度低，导致教学质量很差，而且使用很不方便的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种物理教学实验模拟装置，包括：底座、罩体、固定板、螺纹杆、导杆、升降组件、驱动组件和控制组件；

所述罩体固定在所述底座上方，所述罩体为顶部开口的筒体结构；

所述固定板水平固定在所述罩体的顶部开口处；

所述螺纹杆竖直设置，且两端分别与所述底座和所述固定板转动连接；

所述导杆竖直设置，且两端分别与所述底座和所述固定板固定连接；

所述升降组件包括内螺纹块、导块、吸合板、电磁铁和铁质试验块；所述内螺纹块套设在所述螺纹杆上，且与所述螺纹杆螺纹连接；所述导块滑动套设在所述导杆上；所述吸合板水平设置，且两端分别与所述内螺纹块和所述导块固定连接；所述电磁铁固定在所述吸合板顶部；所述铁质试验块可与所述吸合板磁性连接；

所述驱动组件设置在所述底座的空腔内，且用于驱动所述螺纹杆转动；

所述控制组件包括按压开关、压力传感控制开关和计时器；所述按压开关设置在所述固定板的顶部；所述压力传感控制开关设置在所述底座顶部，且与所述吸合板对应；所述计时器固定在所述底座的侧壁上；所述按压开关分别与所述电磁铁和所述计时器电性连接；所述压力传感控制开关与所述计时器电性连接。

通过上述技术方案，本实用新型提供了一种物理教学实验模拟装置，实现了物理教学中重力实验的高精度模拟展示。本实用新型通过驱动组件即可实现升降组件的升高和降低，进而通过电磁铁实现对铁质试验块的释放和吸附，配合压力传感控制开关和计时器对重量模拟结果进行计算，操作简单、模拟精度高。

优选的，在上述一种物理教学实验模拟装置中，所述罩体为透明塑料或透明玻璃材质。能够便于操作者对实验过程进行观察。

优选的，在上述一种物理教学实验模拟装置中，所述罩体的外壁上竖直方向标注有高度刻度线。能够方便使用者对铁质试验块的高度进行调节。

优选的，在上述一种物理教学实验模拟装置中，所述内螺纹块上固定有指针，所述指针指向所述高度刻度线。进一步提高高度调节的精度。

优选的，在上述一种物理教学实验模拟装置中，所述指针的尖端与所述铁质试验块的底面在同一水平面上。进一步提高高度调节的精度。

优选的，在上述一种物理教学实验模拟装置中，所述底座上与所述吸合板对应的位置开设有用于容纳所述铁质试验块的凹槽，所述压力传感控制开关设置在所述凹槽的底壁上。能够对铁质试验块掉落后的位置进行限位，防止铁质试验块的位置变化过大，不方便吸附。

优选的，在上述一种物理教学实验模拟装置中，所述升降组件还包括自动收卷轮和电源线；所述自动收卷轮转动连接在所述固定板内部；所述电源线缠绕在所述自动收卷轮上，且所述电源线的一端与所述按压开关电性连接，另一端与所述电磁铁电性连接。通过自动收卷轮的设置，能够使电源线随着电磁铁的升降而收放，能够保证电磁铁电性连接的稳定性。

优选的，在上述一种物理教学实验模拟装置中，所述驱动组件包括电机、主动锥齿轮和从动锥齿轮；所述电机固定在所述底座的内部空腔内；所述主动锥齿轮与所述电机的动力输出端固定连接；所述从动锥齿轮固套在所述螺纹杆的底端；所述从动锥齿轮与所述主动锥齿轮啮合。能够提高对螺纹杆驱动的稳定性。

优选的，在上述一种物理教学实验模拟装置中，所述驱动组件还包括正反转开关；所述正反转开关设置在所述底座的侧壁上，且与所述电机电性连接。能够便于对电机正反转的控制。

优选的，在上述一种物理教学实验模拟装置中，所述螺纹杆与所述固定板和所述底座的转动连接处套设有轴承。能够提高螺纹杆转动的顺畅度和连接结构的稳定性。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种物理教学实验模拟装置，具有以下有益效果：

1、本实用新型提供了一种物理教学实验模拟装置，实现了物理教学中重力实验的高精度模拟展示。本实用新型通过驱动组件即可实现升降组件的升高和降低，进而通过电磁铁实现对铁质试验块的释放和吸附，配合压力传感控制开关和计时器对重量模拟结果进行计算，操作简单、模拟精度高。

2、本实用新型可通过正反转开关控制电机驱动吸合板做升降运动，通过按压开关分别对电磁铁和计时器进行控制，使用时使电磁铁和计时器始终处于一开一关的状态，控制简单，操作方便，使用性能强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的整体结构示意图；

图2附图为本实用新型提供的吸合板升高状态吸附铁质试验块的剖视图；

图3附图为本实用新型提供的吸合板升高状态释放铁质试验块的剖视图；

图4附图为本实用新型提供的吸合板降低状态释放铁质试验块的剖视图；

图5附图为本实用新型提供的吸合板降低状态吸附铁质试验块的剖视图；

图6附图为本实用新型提供的电路示意图。

其中：

1-底座；

11-凹槽；

2-罩体；

21-高度刻度线；

3-固定板；

4-螺纹杆；

5-导杆；

6-升降组件；

61-内螺纹块；

62-导块；

63-吸合板；

64-电磁铁；

65-铁质试验块；

66-指针；

67-自动收卷轮；

68-电源线；

7-驱动组件；

71-电机；

72-主动锥齿轮；

73-从动锥齿轮；

74-正反转开关；

8-控制组件；

81-按压开关；

82-压力传感控制开关；

83-计时器；

9-轴承。

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。

参见附图1、2和6，本实用新型实施例公开了一种物理教学实验模拟装置，包括：底座1、罩体2、固定板3、螺纹杆4、导杆5、升降组件6、驱动组件7和控制组件8；

罩体2固定在底座1上方，罩体2为顶部开口的筒体结构；

固定板3水平固定在罩体2的顶部开口处；

螺纹杆4竖直设置，且两端分别与底座1和固定板3转动连接；

导杆5竖直设置，且两端分别与底座1和固定板3固定连接；

升降组件6包括内螺纹块61、导块62、吸合板63、电磁铁64和铁质试验块65；内螺纹块61套设在螺纹杆4上，且与螺纹杆4螺纹连接；导块62滑动套设在导杆5上；吸合板63水平设置，且两端分别与内螺纹块61和导块62固定连接；电磁铁64固定在吸合板63顶部；铁质试验块65可与吸合板63磁性连接；

驱动组件7设置在底座1的空腔内，且用于驱动螺纹杆4转动；

控制组件8包括按压开关81、压力传感控制开关82和计时器83；按压开关81设置在固定板3的顶部；压力传感控制开关82设置在底座1顶部，且与吸合板63对应；计时器83固定在底座1的侧壁上；按压开关81分别与电磁铁64和计时器83电性连接；压力传感控制开关82与计时器83电性连接。

为了进一步优化上述技术方案，罩体2为透明塑料或透明玻璃材质。

为了进一步优化上述技术方案，罩体2的外壁上竖直方向标注有高度刻度线21。

为了进一步优化上述技术方案，内螺纹块61上固定有指针66，指针66指向高度刻度线21。

为了进一步优化上述技术方案，指针66的尖端与铁质试验块65的底面在同一水平面上。

为了进一步优化上述技术方案，底座1上与吸合板63对应的位置开设有用于容纳铁质试验块65的凹槽11，压力传感控制开关82设置在凹槽11的底壁上。

为了进一步优化上述技术方案，升降组件6还包括自动收卷轮67和电源线68；自动收卷轮67转动连接在固定板3内部；电源线68缠绕在自动收卷轮67上，且电源线68的一端与按压开关81电性连接，另一端与电磁铁64电性连接。

为了进一步优化上述技术方案，驱动组件7包括电机71、主动锥齿轮72和从动锥齿轮73；电机71固定在底座1的内部空腔内；主动锥齿轮72与电机71的动力输出端固定连接；从动锥齿轮73固套在螺纹杆4的底端；从动锥齿轮73与主动锥齿轮72啮合。

为了进一步优化上述技术方案，驱动组件7还包括正反转开关74；正反转开关74设置在底座1的侧壁上，且与电机71电性连接。

为了进一步优化上述技术方案，螺纹杆4与固定板3和底座1的转动连接处套设有轴承9。

本实用新型的工作原理和使用方法为：

参见附图6，电路包括电源，当电路连电使用时，按动一下按压开关81，电磁铁64连通，电磁铁64吸附铁质试验块65，此时，计时器83断开不工作；当再按动一下按压开关81，电磁铁64断开，电磁铁64释放铁质试验块65，此时，计时器83同时接通开始工作，而且，当压力传感控制开关82没有外力作用时，处于接通状态，当铁质试验块65砸到压力传感控制开关82上时，计时器83断开。

参见附图2，为本实施例实验前的初始状态：此时，吸合板63升至相应高度，电磁铁64连通，电磁铁64吸附铁质试验块65，计时器83断开不工作，压力传感控制开关82处于接通状态。

需要说明的是，在吸合板63调节的过程中，控制正反转开关74即可驱动螺纹杆4转动，同时带动内螺纹块61上升或者下降，根据指针66指示高度刻度线21的位置即可确定高度数据。

参见附图3，为本实施例实验中的状态：按动按压开关81，此时，电磁铁64断开，电磁铁64释放铁质试验块65，计时器83同时接通开始工作，当铁质试验块65砸到压力传感控制开关82上时，压力传感控制开关82断开，同时，计时器83断开，能够读取时间数据，根据高度数据和时间数据即可计算实验结果。

参见附图4，为本实施例实验后的状态：控制正反转开关74驱动螺纹杆4转动，同时带动内螺纹块61下降，直至使吸合板63下降至最低点。

参见附图5，为本实施例实验后的状态：按动按压开关81，此时，电磁铁64连通，电磁铁64吸附铁质试验块65，此时，计时器83断开不工作。

参见附图2，为本实施例恢复至实验前的初始状态：控制正反转开关74驱动螺纹杆4转动，同时带动内螺纹块61上升，直至使吸合板63上升至合适位置。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种物理教学实验模拟装置，其特征在于，包括：底座(1)、罩体(2)、固定板(3)、螺纹杆(4)、导杆(5)、升降组件(6)、驱动组件(7)和控制组件(8)；

所述罩体(2)固定在所述底座(1)上方，所述罩体(2)为顶部开口的筒体结构；

所述固定板(3)水平固定在所述罩体(2)的顶部开口处；

所述螺纹杆(4)竖直设置，且两端分别与所述底座(1)和所述固定板(3)转动连接；

所述导杆(5)竖直设置，且两端分别与所述底座(1)和所述固定板(3)固定连接；

所述升降组件(6)包括内螺纹块(61)、导块(62)、吸合板(63)、电磁铁(64)和铁质试验块(65)；所述内螺纹块(61)套设在所述螺纹杆(4)上，且与所述螺纹杆(4)螺纹连接；所述导块(62)滑动套设在所述导杆(5)上；所述吸合板(63)水平设置，且两端分别与所述内螺纹块(61)和所述导块(62)固定连接；所述电磁铁(64)固定在所述吸合板(63)顶部；所述铁质试验块(65)可与所述吸合板(63)磁性连接；

所述驱动组件(7)设置在所述底座(1)的空腔内，且用于驱动所述螺纹杆(4)转动；

所述控制组件(8)包括按压开关(81)、压力传感控制开关(82)和计时器(83)；所述按压开关(81)设置在所述固定板(3)的顶部；所述压力传感控制开关(82)设置在所述底座(1)顶部，且与所述吸合板(63)对应；所述计时器(83)固定在所述底座(1)的侧壁上；所述按压开关(81)分别与所述电磁铁(64)和所述计时器(83)电性连接；所述压力传感控制开关(82)与所述计时器(83)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种物理教学实验模拟装置，其特征在于，所述罩体(2)为透明塑料或透明玻璃材质。

3.根据权利要求1所述的一种物理教学实验模拟装置，其特征在于，所述罩体(2)的外壁上竖直方向标注有高度刻度线(21)。

4.根据权利要求3所述的一种物理教学实验模拟装置，其特征在于，所述内螺纹块(61)上固定有指针(66)，所述指针(66)指向所述高度刻度线(21)。

5.根据权利要求4所述的一种物理教学实验模拟装置，其特征在于，所述指针(66)的尖端与所述铁质试验块(65)的底面在同一水平面上。

6.根据权利要求1所述的一种物理教学实验模拟装置，其特征在于，所述底座(1)上与所述吸合板(63)对应的位置开设有用于容纳所述铁质试验块(65)的凹槽(11)，所述压力传感控制开关(82)设置在所述凹槽(11)的底壁上。

7.根据权利要求1所述的一种物理教学实验模拟装置，其特征在于，所述升降组件(6)还包括自动收卷轮(67)和电源线(68)；所述自动收卷轮(67)转动连接在所述固定板(3)内部；所述电源线(68)缠绕在所述自动收卷轮(67)上，且所述电源线(68)的一端与所述按压开关(81)电性连接，另一端与所述电磁铁(64)电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种物理教学实验模拟装置，其特征在于，所述驱动组件(7)包括电机(71)、主动锥齿轮(72)和从动锥齿轮(73)；所述电机(71)固定在所述底座(1)的内部空腔内；所述主动锥齿轮(72)与所述电机(71)的动力输出端固定连接；所述从动锥齿轮(73)固套在所述螺纹杆(4)的底端；所述从动锥齿轮(73)与所述主动锥齿轮(72)啮合。

9.根据权利要求8所述的一种物理教学实验模拟装置，其特征在于，所述驱动组件(7)还包括正反转开关(74)；所述正反转开关(74)设置在所述底座(1)的侧壁上，且与所述电机(71)电性连接。

10.根据权利要求1所述的一种物理教学实验模拟装置，其特征在于，所述螺纹杆(4)与所述固定板(3)和所述底座(1)的转动连接处套设有轴承(9)。

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