CN211319536U - 一种便于测量的自由落体实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便于测量的自由落体实验装置，包括底座，所述底座的底部外壁四角均通过螺钉固定有万向轮，且底座的顶部内壁两侧分别通过螺钉固定有输送箱和实验箱，所述输送箱的顶部外壁和底部外壁均开设有输送轴安装孔，且两个输送轴安装孔的内壁均通过轴承连接有同一个输送轴，所述实验箱的顶部外壁开设有实验轨道安装孔，且实验轨道安装孔的内壁通过螺钉固定有实验轨道，所述实验轨道的顶部外壁通过螺钉固定有引导管。本实用新型有助于保护实验装置和延长该装置使用寿命，有助于提高实验效率和减轻教师的工作量，可以不更换实验装置而改变实验条件进行多次实验，有助于提高实验教学效果，有助于减小实验误差。
Description
技术领域
本实用新型涉及物理实验装置技术领域，尤其涉及一种便于测量的自由落体实验装置。
背景技术
物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，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。
常规物体只在重力的作用下，初速度为零的运动，叫做自由落体运动，自由落体运动是一种理想状态下的物理模型，在物理教学中一般老师通过自由落体实验让学生更透彻的了解该知识点，但是现有的自由落体实验装置不便于测量，难以得到准确的实验数据，实验误差过大会影响教学效果。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种便于测量的自由落体实验装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种便于测量的自由落体实验装置，包括底座，所述底座的底部外壁四角均通过螺钉固定有万向轮，且底座的顶部内壁两侧分别通过螺钉固定有输送箱和实验箱，所述输送箱的顶部外壁和底部外壁均开设有输送轴安装孔，且两个输送轴安装孔的内壁均通过轴承连接有同一个输送轴，所述实验箱的顶部外壁开设有实验轨道安装孔，且实验轨道安装孔的内壁通过螺钉固定有实验轨道，所述实验轨道的顶部外壁通过螺钉固定有引导管，且引导管的内壁放置有金属球，所述实验箱的两侧外壁均开设有支撑轴安装孔，且两个支撑轴安装孔的内壁均套接有同一个支撑轴，所述实验轨道的一侧外壁开设有移动轨道滑槽，且移动轨道滑槽的内壁滑动连接有移动轨道，所述实验轨道的外壁开设有移动轨道滑槽和U形挡板滑槽，且移动轨道滑槽的内壁滑动连接有移动轨道，U形挡板滑槽的内壁滑动连接有U形挡板。
优选的，所述输送箱的一侧外壁底部和实验箱的一侧外壁底部均开设有流通孔，且输送箱的一侧外壁顶部开设有送料孔，引导管插接于送料孔的内壁。
优选的，所述支撑轴的一侧外壁通过键连接有齿轮，且移动轨道的一侧外壁通过螺钉固定有齿条，齿轮和齿条相互啮合。
优选的，所述实验箱的底部内壁一侧通过铰链连接有缓冲板，且缓冲板的底部外壁和实验箱的底部内壁均通过螺钉固定有同一个缓冲弹簧。
优选的，所述实验箱的两侧内壁底部均通过螺钉固定有同一个挡板，且实验箱的一侧外壁通过螺钉固定有显示屏。
优选的，所述输送箱的底部外壁通过螺钉固定有驱动电机，且驱动电机输出轴通过联轴器固定于输送轴的一端外壁，驱动电机连接有开关，开关连接有处理器。
优选的，所述实验轨道的一侧内壁和移动轨道的一侧内壁分别通过螺钉固定有第一红外传感器和第二红外传感器，且第一红外传感器的信号输出端和第二红外传感器的信号输出端通过信号线与处理器连接，第一计时器的信号输入端和第二计时器的信号输入端均通过信号线与处理器连接。
本实用新型的有益效果为：
1.通过设置缓冲板和缓冲弹簧，当金属球自由落体掉落在缓冲板上时，重力和冲击力压缩缓冲弹簧，可以有效减小金属球掉落对实验箱的损伤，有助于保护实验装置和延长该装置使用寿命。
2.通过设置驱动电机和输送轴，金属球掉落后严重缓冲板滚入输送箱内部，启动驱动电机带动输送轴转动，可以将金属球输送至引导管内部，可以实现快速自动回收金属球，有助于提高实验效率和减轻教师的工作量。
3.通过设置支撑轴、齿轮、齿条和移动轨道，转动支撑轴带动齿轮转动，通过齿轮和齿条传动带动移动轨道上下移动，可以调节第二红外传感器的测量高度，可以不更换实验装置而改变实验条件进行多次实验，有助于提高实验教学效果。
4.通过设置第一红外传感器、第二红外传感器、第一计时器和第二计时器，当第一红外传感器和第二红外传感器检测到金属球时，第一计时器和第二计时器分别进行计时，可以快速准确的记录实验所需数据，有助于减小实验误差，帮助学生更好的理解知识点。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种便于测量的自由落体实验装置的剖视结构示意图；
图2为本实用新型提出的一种便于测量的自由落体实验装置的主视结构示意图；
图3为本实用新型提出的一种便于测量的自由落体实验装置的侧视结构示意图。
图中：1底座、2输送箱、3输送轴、4金属球、5引导管、6U形挡板7实验轨道、8第一红外传感器、9第一计时器、10实验箱、11显示屏、12齿轮、13齿条、14移动轨道、15第二计时器、16挡板、17缓冲弹簧、18第二红外传感器、19缓冲板、20驱动电机、21刻度尺、22支撑轴。
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。
参照图1-3，一种便于测量的自由落体实验装置，包括底座1，底座1的底部外壁四角均通过螺钉固定有万向轮。
而且，底座1的顶部内壁两侧分别通过螺钉固定有输送箱2和实验箱10。
输送箱2的顶部外壁和底部外壁均开设有输送轴安装孔，且两个输送轴安装孔的内壁均通过轴承连接有同一个输送轴3。
实验箱10的顶部外壁开设有实验轨道安装孔，且实验轨道安装孔的内壁通过螺钉固定有实验轨道7，实验轨道7的顶部外壁通过螺钉固定有引导管5，且引导管5的内壁放置有金属球4。
而且，实验箱10的一侧外壁顶部和底部分别通过螺钉固定有第一计时器9 和第二计时器15。此外，实验箱10的两侧外壁均开设有支撑轴安装孔，且两个支撑轴安装孔的内壁均套接有同一个支撑轴22。
对实验轨道7而言，实验轨道7的一侧外壁开设有移动轨道滑槽，且移动轨道滑槽的内壁滑动连接有移动轨道14，实验轨道7的一侧外壁还开设有U形挡板滑槽，且U形挡板滑槽的内壁滑动连接有U形挡板6。
在本实用新型中，输送箱2的一侧外壁底部和实验箱10的一侧外壁底部均开设有流通孔，且输送箱2的一侧外壁顶部开设有送料孔。
引导管5插接于送料孔的内壁，支撑轴22的一侧外壁通过键连接有齿轮12，且移动轨道14的一侧外壁通过螺钉固定有齿条13，齿轮12和齿条13相互啮合，转动齿轮12，通过齿轮12和齿条13传动可以带动移动轨道14上下移动。
此外，实验箱10的底部内壁一侧通过铰链连接有缓冲板19，且缓冲板19 的底部外壁和实验箱10的底部内壁均通过螺钉固定有同一个缓冲弹簧17。
具体地，当金属球4自由落体掉落在缓冲板19上时，重力和冲击力压缩缓冲弹簧17，可以有效减小金属球4掉落对实验箱10的损伤。
实验箱10的两侧内壁底部均通过螺钉固定有同一个挡板16，且实验箱10 的一侧外壁通过螺钉固定有显示屏11。
输送箱2的底部外壁通过螺钉固定有驱动电机20，且驱动电机20输出轴通过联轴器固定于输送轴3的一端外壁，驱动电机20连接有开关，开关连接有型号为ARM9TDMI的处理器。
具体地，启动驱动电机20带动输送轴3转动，可以将金属球4输送至引导管5内部。
进一步地，实验轨道7的一侧内壁和移动轨道14的一侧内壁分别通过螺钉固定有第一红外传感器8和第二红外传感器18，且第一红外传感器8的信号输出端和第二红外传感器18的信号输出端通过信号线与处理器连接，第一计时器 9的信号输入端和第二计时器15的信号输入端均通过信号线与处理器连接，第一红外传感器8的型号和的第二红外传感器18的型号均为SD1440。
所述便于测量的自由落体实验装置的工作原理如下：
拉动U形挡板6，使得被U形挡板6挡住的金属球4掉落做自由落体运动；
当第一红外传感器8检测到金属球时，处理器接受信号同时控制第一计时器 9记录时间；
当第二红外传感器18检测到金属球时，处理器接受信号同时控制第二计时器15记录时间；
通过对比不同质量的金属球4做自由落体运动时第一计时器9和第二计时器 15记录的数据可以帮助学生理解自由落体；
而且，转动支撑轴22带动齿轮12转动，通过齿轮12和齿条13传动带动移动轨道14上下移动，调节第二红外传感器18的测量高度，改变实验调节进行多次实验；
金属球4掉落后沿着缓冲板19滚入输送箱2内，启动驱动电机20带动输送轴3转动，将金属球4送入引导管5内。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种便于测量的自由落体实验装置，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)的底部外壁四角均通过螺钉固定有万向轮，且底座(1)的顶部内壁两侧分别通过螺钉固定有输送箱(2)和实验箱(10)；
所述输送箱(2)的顶部外壁和底部外壁均开设有输送轴安装孔，且两个输送轴安装孔的内壁均通过轴承连接有同一个输送轴(3)；
所述实验箱(10)的两侧外壁均开设有支撑轴安装孔，且两个支撑轴安装孔的内壁均套接有同一个支撑轴(22)，且所述实验箱(10)的一侧外壁顶部和底部分别通过螺钉固定有第一计时器(9)和第二计时器(15)；
此外，所述实验箱(10)的顶部外壁还开设有实验轨道安装孔，且实验轨道安装孔的内壁通过螺钉固定有实验轨道(7)；
所述实验轨道(7)的顶部外壁通过螺钉固定有引导管(5)，且引导管(5)的内壁放置有金属球(4)；
而且，所述实验轨道(7)的外壁开设有移动轨道滑槽和U形挡板滑槽，且移动轨道滑槽的内壁滑动连接有移动轨道(14)，U形挡板滑槽的内壁滑动连接有U形挡板(6)。
2.根据权利要求1所述的一种便于测量的自由落体实验装置，其特征在于，所述输送箱(2)的一侧外壁底部和实验箱(10)的一侧外壁底部均开设有流通孔，且输送箱(2)的一侧外壁顶部开设有送料孔，引导管(5)插接于送料孔的内壁。
3.根据权利要求1所述的一种便于测量的自由落体实验装置，其特征在于，所述支撑轴(22)的一侧外壁通过键连接有齿轮(12)，且移动轨道(14)的一侧外壁通过螺钉固定有齿条(13)，齿轮(12)和齿条(13)相互啮合。
4.根据权利要求1所述的一种便于测量的自由落体实验装置，其特征在于，所述实验箱(10)的底部内壁一侧通过铰链连接有缓冲板(19)，且缓冲板(19)的底部外壁和实验箱(10)的底部内壁均通过螺钉固定有同一个缓冲弹簧(17)。
5.根据权利要求4所述的一种便于测量的自由落体实验装置，其特征在于，所述实验箱(10)的两侧内壁底部均通过螺钉固定有同一个挡板(16)，且实验箱(10)的一侧外壁通过螺钉固定有显示屏(11)。
6.根据权利要求1所述的一种便于测量的自由落体实验装置，其特征在于，所述输送箱(2)的底部外壁通过螺钉固定有驱动电机(20)，且驱动电机(20)输出轴通过联轴器固定于输送轴(3)的一端外壁，驱动电机(20)连接有开关，开关连接有处理器。
7.根据权利要求1所述的一种便于测量的自由落体实验装置，其特征在于，所述实验轨道(7)的一侧内壁和移动轨道(14)的一侧内壁分别通过螺钉固定有第一红外传感器(8)和第二红外传感器(18)，且第一红外传感器(8)的信号输出端和第二红外传感器(18)的信号输出端通过信号线与处理器连接，第一计时器(9)的信号输入端和第二计时器(15)的信号输入端均通过信号线与处理器连接。
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