RU2658268C1 - Modular construction set and laboratory modular unit for the physical phenomena studying - Google Patents
Modular construction set and laboratory modular unit for the physical phenomena studying Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658268C1 RU2658268C1 RU2017108390A RU2017108390A RU2658268C1 RU 2658268 C1 RU2658268 C1 RU 2658268C1 RU 2017108390 A RU2017108390 A RU 2017108390A RU 2017108390 A RU2017108390 A RU 2017108390A RU 2658268 C1 RU2658268 C1 RU 2658268C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- modular
- functional module
- shaped
- designer according
- brackets
- Prior art date
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 title abstract description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 241000270722 Crocodylidae Species 0.000 description 1
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- LNNWVNGFPYWNQE-GMIGKAJZSA-N desomorphine Chemical compound C1C2=CC=C(O)C3=C2[C@]24CCN(C)[C@H]1[C@@H]2CCC[C@@H]4O3 LNNWVNGFPYWNQE-GMIGKAJZSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005293 physical law Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
- A63H33/00—Other toys
- A63H33/04—Building blocks, strips, or similar building parts
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/06—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Algebra (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
- Instructional Devices (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к учебным пособиям, обучающим играм и может быть использована для сборки пространственных конструкций при проведении опытов и лабораторной работы, в том числе для сборки электрических цепей, технических устройств и механизмов, применяемых для изучения физических явлений.The group of inventions relates to teaching aids, educational games and can be used to assemble spatial structures during experiments and laboratory work, including the assembly of electrical circuits, technical devices and mechanisms used to study physical phenomena.
Группа изобретений представляет собой модульный 3D конструктор лабораторных устройств и установок различной тематической направленности. Конструктор состоит из многофункциональных частей, из которых могут быть собраны элементы лабораторных установок и сами установки, в частности, лабораторный модульный блок конструктора как его элемент, несущий основную функциональную нагрузку.The group of inventions is a modular 3D designer of laboratory devices and installations of various thematic focus. The designer consists of multifunctional parts from which the elements of laboratory units and the units themselves can be assembled, in particular, the laboratory modular block of the designer as its element that carries the main functional load.
На сегодняшний день существует ряд конструкторов, решающих близкие к заявляемому изобретению задачи, однако большинство из них выполнено по схеме «одна деталь - одна функция», а также имеют ограниченные возможности пространственного моделирования.To date, there are a number of designers who solve problems close to the claimed invention, however, most of them are performed according to the “one part - one function” scheme, and also have limited spatial modeling capabilities.
Наиболее близким аналогом является известное из уровня техники учебно-наглядное пособие для изучения физических явлений [Патент RU 2287861, опубл. 20.11.2006, приор. от 14.12.2004, G09B 23/06], содержащее монтажную панель с соединительными гнездами в том числе на ее боковых гранях, подставки для установки модульных блоков, на которых расположены элементы оборудования. На монтажной панели подставка крепится при помощи установленных в ее основании штифтов, выполненных расклинивающимися.The closest analogue is the well-known from the prior art educational and visual aid for the study of physical phenomena [Patent RU 2287861, publ. 11/20/2006, prior. dated 12/14/2004, G09B 23/06], comprising a mounting plate with connecting sockets including on its side faces, supports for installing modular units on which equipment elements are located. On the mounting panel, the stand is mounted using the wedges installed in its base.
Кроме того пособие дополнительно содержит стойку, установленную на монтажной панели, и взаимодействующую со стойкой посредством ползуна пластину с продольным пазом для испытуемого объекта, шкалой и соединительными гнездами, расположенными вдоль продольного паза на боковой поверхности пластины, при этом ползун шарнирно закреплен на конце пластины и установлен с возможностью перемещения по стойке.In addition, the manual additionally contains a rack mounted on the mounting panel, and interacting with the rack by means of a slider plate with a longitudinal groove for the test object, a scale and connecting sockets located along the longitudinal groove on the side surface of the plate, while the slider is pivotally mounted on the end of the plate and installed with the ability to move around the rack.
Съемные модульные блоки имеют фиксирующие выступы и снабжены электрическими контактами, расположенными на фиксирующих выступах и/или боковых стенках съемных модульных блоков.Removable modular units have locking protrusions and are provided with electrical contacts located on the locking protrusions and / or side walls of the removable modular blocks.
Подставки выполнены прямоугольной и Т-образной формы и снабжены П-образными кронштейнами с расположенными на их сторонах пазами, в которых закреплены фиксирующие выступы съемных модульных блоков.The supports are rectangular and T-shaped and equipped with U-shaped brackets with grooves located on their sides, in which the fixing protrusions of the removable modular blocks are fixed.
В качестве элементов оборудования используют различные оптические, электротехнические, радиотехнические, механические элементы оборудования.As elements of equipment, various optical, electrical, radio engineering, and mechanical elements of equipment are used.
Пособие позволяет решать множество задач по моделированию лабораторных установок и устройств, но может быть модифицировано с целью повышения его функциональности. В частности, выполнение подставки и кронштейна единым целым ограничивает использование подставки только для функциональных блоков стандартного размера и конфигурации, не позволяет использовать кронштейн как отдельный элемент пособия, например, для самостоятельной установки на различные поверхности. При установке центрального функционального модуля в нишу, образованную кронштейнами, модуль может поворачиваться (качаться) относительно подставки (люфт).The manual allows you to solve many problems of modeling laboratory installations and devices, but can be modified in order to increase its functionality. In particular, the implementation of the stand and the bracket as a whole limits the use of the stand only for functional blocks of standard size and configuration, does not allow using the bracket as a separate element of the manual, for example, for self-installation on various surfaces. When installing the central functional module in the niche formed by the brackets, the module can rotate (swing) relative to the stand (backlash).
Задачей, на решение которой направлена группа изобретений, является разработка системы многофункциональных устройств, части которой максимально унифицированы, что, кроме расширения возможностей использования конструктора, позволит упростить и удешевить его производство.The task to which the group of inventions is directed is the development of a system of multifunctional devices, the parts of which are maximally unified, which, in addition to expanding the possibilities of using the designer, will simplify and reduce the cost of its production.
Блочно-модульная компоновка обеспечивает взаимозаменяемость за счет стандартизации, унификации и разъемного соединения деталей между собой. Кроме того, достигается удобство использования за счет вариативности и снижения затрат времени на сборку-разборку элементов конструктора. Многофункциональность отдельных частей конструктора обеспечивает его компактность, то есть позволяет иметь меньшее количество, например, подставок для установки на них необходимых модулей, а также возможность использования одних и тех же деталей в различных вариантах.Block-modular layout provides interchangeability due to standardization, unification and detachable connection of parts among themselves. In addition, ease of use is achieved due to variability and reduced time spent on the assembly-disassembly of designer elements. The versatility of individual parts of the designer ensures its compactness, that is, it allows you to have fewer, for example, supports for installing the necessary modules on them, as well as the ability to use the same parts in different versions.
Таким образом, технический результат заявляемой группы изобретений главным образом предусматривает расширение функциональных возможностей, а также упрощение компоновки элементов оборудования и также повышение удобства использования конструктора.Thus, the technical result of the claimed group of inventions mainly involves the expansion of functionality, as well as simplifying the layout of equipment items and also improving the usability of the designer.
Конструктор представляет собой совокупность функциональных частей различного рода и рабочих поверхностей, причем установка большинства частей на рабочие поверхности осуществляется как непосредственно, так и через формирование лабораторного модульного блока.The designer is a combination of functional parts of various kinds and work surfaces, and the installation of most parts on work surfaces is carried out both directly and through the formation of a laboratory modular unit.
Заявляемый модульный конструктор для изучения физических явлений содержит:The inventive modular constructor for the study of physical phenomena contains:
- центральные и боковые функциональные модули с элементами сопряжения между собой и с кронштейнами, выполненные I-образной или Т-образной или крестообразной формы,- central and lateral functional modules with elements of interfacing with each other and with brackets, made I-shaped or T-shaped or cross-shaped,
- кронштейны в виде профиля, состоящего из одной торцевой и двух боковых поверхностей с пазами для фиксации функциональных модулей,- brackets in the form of a profile consisting of one end and two side surfaces with grooves for fixing the functional modules,
- рабочие поверхности в виде монтажной панели и, по крайней мере, одного монтажного профиля,- work surfaces in the form of a mounting plate and at least one mounting profile,
- причем кронштейны выполнены с возможностью самостоятельной установки на рабочие поверхности через боковые поверхности кронштейна,- moreover, the brackets are made with the possibility of self-installation on the working surface through the side surfaces of the bracket,
- а на рабочих поверхностях выполнены соединительные гнезда и/или прорези для установки кронштейнов.- and on the working surfaces are made connecting sockets and / or slots for mounting brackets.
При соединении монтажных профилей может быть образована монтажная пластина, предпочтительно, с продольным пазом. Использование монтажной пластины в сочетании с другими элементами позволяет формировать множество конструкций для измерения, например, скорости или ускорения тел.By connecting the mounting profiles, a mounting plate can be formed, preferably with a longitudinal groove. The use of a mounting plate in combination with other elements allows the formation of many structures for measuring, for example, the speed or acceleration of bodies.
Дополнительно конструктор содержит средства измерения -транспортиры, калькуляторы и прочие.In addition, the designer contains measuring instruments — protractors, calculators, and others.
Для соединения модулей и кронштейнов в блоки конструктор может содержать подставку с пазами для установки кронштейна (кронштейн в таком случае имеет фиксирующие выступы), выполненную I-образной, Т-образной или крестообразной формы. В ее основании выполнены средства крепления на рабочих поверхностях, например, съемные штифты. На торцевой части кронштейна для лучшей фиксации могут быть выполнены продольные вертикальные выступы. Элементы сопряжения функциональных модулей выполнены с возможностью передачи электрического тока, что позволяет использовать в модулях широкий круг оборудования.To connect the modules and brackets into blocks, the designer may include a stand with grooves for mounting the bracket (the bracket in this case has locking protrusions) made of I-shaped, T-shaped or cross-shaped. At its base, fastening means on working surfaces are made, for example, removable pins. On the end part of the bracket, longitudinal vertical protrusions can be made for better fixation. The interface elements of the functional modules are configured to transmit electric current, which allows the use of a wide range of equipment in the modules.
Для решения различных задач с помощью элементов конструктора могут быть использованы следующие функциональными модули с элементами оборудования:To solve various problems with the help of designer elements, the following functional modules with equipment elements can be used:
- функциональный модуль, содержащий элемент для передачи электрического тока и фиксации проводников,- a functional module containing an element for transmitting electric current and fixing the conductors,
- функциональный модуль в виде полого цилиндра со сквозным окном для вставки элементов оборудования,- a functional module in the form of a hollow cylinder with a through window for inserting items of equipment,
- функциональный модуль, содержащий кювету,- a functional module containing a cuvette,
- функциональный модуль с площадкой для встроенных или съемных элементов оборудования,- a functional module with a platform for built-in or removable items of equipment,
- функциональный модуль, содержащий элементы для остановки шарика,- a functional module containing elements for stopping the ball,
- функциональный модуль, содержащий зажим,- a functional module containing a clip,
- функциональный модуль, содержащий отсек для установки источника питания,- a functional module containing a compartment for installing a power source,
- функциональный модуль, содержащий консоль с элементом крепления монтажной пластины,- a functional module comprising a console with a mounting element mounting plate,
- функциональный модуль с элементом для фиксации средств измерения,- a functional module with an element for fixing measuring instruments,
- функциональный модуль, содержащий ось для установки устройств,- a functional module containing an axis for installing devices,
- функциональный модуль, содержащий электромагнит с поворотной скобой,- a functional module containing an electromagnet with a rotary bracket,
- функциональный модуль, содержащий ключ,- a functional module containing a key,
- функциональный модуль, содержащий раму.- a functional module containing a frame.
Лабораторный модульный блок конструктора, содержит:Laboratory modular designer block, contains:
- по крайней мере, один центральный и/или боковой функциональный модуль с элементами сопряжения с кронштейнами и между собой, выполненный I-образной или Т-образной или крестообразной формы,- at least one central and / or lateral functional module with mating elements with brackets and between them, made I-shaped or T-shaped or cross-shaped,
- кронштейны с пазами в верхней части для фиксации функциональных модулей и выступами в нижней части для соединения с подставкой,- brackets with grooves in the upper part for fixing the functional modules and protrusions in the lower part for connection with the stand,
- подставку с пазами для установки и фиксации кронштейнов, выполненную I-образной или Т-образной или крестообразной формы.- stand with grooves for mounting and fixing brackets, made I-shaped or T-shaped or cross-shaped.
То есть кронштейн (в отличие от прототипа) выполнен съемным, что расширяет возможности его использования как самостоятельного элемента или при установке на подставку.. На торцевой части кронштейна для лучшей фиксации могут быть выполнены продольные вертикальные выступы. Элементы сопряжения функциональных модулей выполнены с возможностью передачи электрического тока.That is, the bracket (unlike the prototype) is removable, which expands the possibilities of its use as an independent element or when mounted on a stand .. Longitudinal vertical protrusions can be made on the end part of the bracket for better fixation. The interface elements of the functional modules are configured to transmit electric current.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено предпочтительное исполнение конструктора, в частности:The invention is illustrated by drawings, which depict a preferred embodiment of the designer, in particular:
- на фиг. 1 - общий схематический вид конструктора в виде одной из возможных пространственных конструкций,- in FIG. 1 is a general schematic view of a constructor in the form of one of the possible spatial structures,
- на фиг. 2 - сборка лабораторного модульного блока с подставкой I-образной формы,- in FIG. 2 - assembly of a laboratory modular unit with an I-shaped stand,
- на фиг. 3 - сборка лабораторного модульного блока с подставками Т и I-образной формы, а также с пятиконтактным центральным модульным блоком,- in FIG. 3 - assembly of a laboratory modular unit with supports T and I-shaped, as well as with a five-pin central modular unit,
- на фиг. 4 - функциональный модуль типа «обойма» с установленным в сквозное окно U магнитом,- in FIG. 4 - functional module of the type "holder" with a magnet installed in the through window U,
- на фиг. 5 - функциональный модуль типа «кювета»,- in FIG. 5 - functional module type "ditch"
- на фиг. 6 - функциональный модуль с площадкой для элементов оборудования,- in FIG. 6 - functional module with a platform for items of equipment,
- на фиг. 7 - функциональный модуль типа «ловушка»,- in FIG. 7 - functional module of the type "trap",
- на фиг. 8 - функциональный модуль типа «зажим»,- in FIG. 8 - functional module type "clip"
- на фиг. 9 - функциональный модуль с отсеком для установки источника питания,- in FIG. 9 - functional module with a compartment for installing a power source,
- на фиг. 10 - функциональный модуль типа «консоль»,- in FIG. 10 - functional module type "console"
- на фиг. 11 - функциональный модуль типа «указатель»,- in FIG. 11 - functional module of the type "pointer",
- на фиг. 12 - функциональный модуль типа «контакт»,- in FIG. 12 - functional module type "contact"
- на фиг. 13 - функциональный модуль типа «ось»,- in FIG. 13 is a functional module of the type "axis",
- на фиг. 14 - функциональный модуль типа «катушка-моток».- in FIG. 14 - a functional module of the type "coil-coil".
Модульный лабораторный конструктор (см. фиг. 1) предпочтительно состоит из, по крайней мере, одной монтажной панели 1, по крайней мере, двух монтажных профилей 2, центральных и боковых функциональных модулей 3 и 4 соответственно с элементами оборудования, соединительных модулей 5 (кронштейнов 5), установочных модулей 6 (подставок 6) и средств измерения (например, транспортир).The modular laboratory designer (see Fig. 1) preferably consists of at least one mounting
На боковых поверхностях элементов конструктора может быть нанесена маркировка в виде нумерации, обозначения, номинала и др., которая помогает в идентификации таких элементов, а на монтажные профили 2 - измерительная шкала. Примеры такой маркировки можно увидеть на фигурах (в частности, фиг. 2) - нумерация элементов конструктора для лучшей их идентификации, особенно при упоминании в руководстве для пользователей.On the lateral surfaces of designer elements, marking can be applied in the form of numbering, designation, face value, etc., which helps in identifying such elements, and on mounting profiles 2 - a measuring scale. Examples of such markings can be seen in the figures (in particular, Fig. 2) - numbering of designer elements for better identification, especially when mentioned in the user manual.
Монтажные профили 2, по крайней мере, с одной стороны выполнены такой формы, что при соединении профилей 2 друг с другом образуется продольный паз 7 для движения испытываемых объектов. Для фиксации профилей 2 между собой и обеспечения надежности их соединения используются торцевые соединители (заглушки). Таким образом, монтажные профили 2 могут быть использованы как совместно, образуя при соединении монтажную пластину с продольным пазом 7, так и раздельно как конструктивные (несущие) элементы конструктора.Mounting
Функциональные модули 3 и 4 с элементами оборудования, кронштейны 5 и подставка 6 в совокупности формируют лабораторный модульный блок (см. фиг. 2), который в большинстве случаев несет основную функциональную нагрузку.
Количество использованных при формировании лабораторного модульного блока функциональных модулей 3 и 4, кронштейнов 5 и подставок 6 зависит от конфигурации элементов и поставленных при моделировании задач. Стандартная комплектация предполагает наличие одного центрального функционального модуля 3, двух функциональных модулей 4, двух кронштейнов 5 и подставки 6. В некоторых случаях может быть достаточноThe number of
Подставки 6 могут быть выполнены (см. фиг. 3) I-образной или Т-образной или крестообразной формы со средствами их фиксации на рабочих поверхностях - монтажной панели 1 или профилях 2, например, в виде штифтов 8, расположенных в основании подставки 6. Штифты 8 могут быть выполнены съемными, что позволяет при необходимости заменить их другими средствами фиксации или удалить, например, для помещения подставки 6 на поверхность иную, чем монтажная панель 1 или профили 2. На боковых поверхностях подставок 6 (см. фиг. 2) выполнены поперечные (направляющие) пазы 9 и фиксирующие пазы 10 для установки кронштейна 5 и его фиксации на подставке 6.
Кронштейн 5 (см. фиг. 2) представляет собой профиль, состоящий из двух боковых и одной торцевой поверхности. В нижней части боковых поверхностей кронштейна 5 могут быть расположены фиксирующие выступы 11 для лучшего соединения с подставкой 6. В верхней части - пазы 12 и 13 для установки и фиксации функциональных модулей 4 и 3.The bracket 5 (see Fig. 2) is a profile consisting of two side and one end surface. In the lower part of the side surfaces of the
Пазы 12 выполнены открытыми в направлении, противоположном торцевой части кронштейна 5, что минимизирует риск повреждения кронштейна 5 при установке в пазы 12 функционального модуля 4. Риск возникновения такого повреждения был выявлен в процессе эксплуатации кронштейна 5, паз 12 которого выполнен открытым вверх. При многократной сборке-разборке элементов края открытого вверх паза 12 быстро изнашивались или могли быть повреждены.The
В торцевой части кронштейна 5 размещен паз 13 для взаимодействия и фиксации функциональных модулей 3 и 4, который выполнен открытым вверх.In the end part of the
Выполнение кронштейна 5 в виде отдельного от подставки 6 элемента позволяет устанавливать его самостоятельно на различные рабочие поверхности, например, на монтажную панель 1 или монтажные профили 2. Кроме того, такое исполнение кронштейна 5 позволяет упростить и удешевить процесс изготовления подставки 6 и кронштейна 5, а также снизить расходы при замене поврежденных или утраченных частей конструктора. Кронштейн 5 может быть развернут на 180° для размещения на подставке 6 функционального модуля 3 нестандартной конфигурации.The implementation of the
На торцевой части кронштейна 5 могут быть выполнены продольные вертикальные (направляющие) выступы 14 (см. фиг. 3), которые, взаимодействуя с гранями устанавливаемого между кронштейнами 5 центрального функционального модуля 3, обеспечивают надежную фиксацию функционального модуля 3.On the end part of the
По крайней мере, на одной поверхности монтажной панели 1 и монтажных профилей 2 выполнены соединительные гнезда 15 и 16 соответственно для установки подставки 6 за счет взаимодействия с ее штифтами 8, а также направляющие пазы (прорези) 17 для установки кронштейнов 6. Это существенно расширяет функциональные возможности конструктора, так как можно быстро и легко установить различные функциональные модули 3 и 4 практически в любом месте монтажной панели 1 или профилей 2.At least on one surface of the mounting
Функциональные модули 3 и 4 выполнены в виде многогранных призм простой и сложной формы, их совокупности и содержат (снаружи и внутри) элементы устройств и сами устройства, причем некоторые из них с возможностью многократной установки и съема.
По крайней мере, две торцевые поверхности (грани) бокового функционального модуля 3 и центрального функционального модуля 4 содержат элементы 18 сопряжения и фиксации с кронштейнами 5.At least two end surfaces (faces) of the lateral
В зависимости от способа установки и конфигурации выделены центральные функциональные модули 3 и боковые функциональные модули 4. На внешней боковой части модуля 4 могут быть выполнены выступы 19, повторяющие форму боковой части подставки 6, которые улучшают посадку модуля 4 на кронштейн 5, его фиксацию, а также делают форму лабораторного блока более обтекаемой, эргономичной и удобной в использовании.Depending on the installation method and configuration, the central
По крайней мере, на одной торцевой поверхности модуля 4 может быть расположен элемент 20 сопряжения с модулями 3 (см. фиг. 2, 10), в частности через паз 13 кронштейна 5, причем такой элемент 20 выполнен в виде углубления (технологического паза) для взаимодействия с элементами 18 сопряжения и фиксации. Элемент 20 может быть использован при размещении функциональных элементов (элементов устройств) на модуле 4, в частности для передачи электрического тока. Например, на фиг. 2 в элемент 20 установлена пластина устройства для передачи электрического тока к центральным модулям 3.At least on one end surface of
Корпусы функциональных модулей 3 и 4 могут иметь различную форму в зависимости от особенностей размещаемых на них элементов оборудования, в том числе в зависимости от количества элементов сопряжения и фиксации 18 и 20 и/или электрических контактов.The cases of
Центральные функциональные модули 3 могут иметь I-образную форму (двухконтактные), Т-образную форму (трех-, пяти- или семиконтактные) или крестообразную форму (четырех- или шестиконтактные) и могут быть установлены на одну подставку 6 или их совокупность (см. фиг. 3). Пример пятиконтактного модуля 3 можно увидеть на фиг. 3. Такое разнообразие форм позволяет расширить спектр применяемых элементов оборудования, а также задач, решаемых с помощью конструктора, например, путем их комбинации.The central
Функциональные модули 3 и 4 могут содержать электро/радиокомпоненты, механические, оптические элементы, детали устройств, механизмов или сами устройства и механизмы, элементы.
Например, функциональный модуль типа «обойма» (см. фиг. 4) выполнен в виде полого цилиндра 21 со сквозным окном для вставки элементов оборудования, например U, I магнитов и выступами для его установки. Позволяет закрепить элементы оборудования и изменять их пространственную ориентацию необходимым образом.For example, a “cage” type functional module (see FIG. 4) is made in the form of a
Например, функциональный модуль типа «кювета» 22 (см. фиг. 5), который может быть использован при опытах в области молекулярной физике, электролиза и т.д.For example, a functional module of the “cuvette” type 22 (see Fig. 5), which can be used in experiments in the field of molecular physics, electrolysis, etc.
Например, функциональный модуль (см. фиг. 6) содержит площадку 23 для измерительных приборов, электронных сборок и т.п., выполненную предпочтительно под наклоном. Площадка может иметь встроенные элементы оборудования или установленные с возможностью их съема и замены (в виде сменных накладок), при этом сменная накладка имеет контакт (фиксатор), закрепляющий накладку на площадке. В качестве элементов оборудования, размещенных на площадке, могут быть применены амперметр, вольтметр, переменный резистор, секундомер или таймер, солнечная батарея, макетная плата, калькулятор, счетчик оборотов или колебаний, 7-сегментный индикатор, мультиметр и пр.For example, a functional module (see FIG. 6) comprises a
Например, функциональный модуль типа «ловушка» (см. фиг. 7) содержит элементы 24 для остановки шарика, состоящий, предпочтительно, из пластины-основания и расположенной под острым углом к основанию пластины-ловушки с окном для фиксации.For example, a “trap” type functional module (see Fig. 7) contains
Например, функциональный модуль типа «зажим» (см. фиг. 8) может содержать цанговый патрон 25 в частности для установки стержня, что позволяет в конструкции на фиг. 1 зафиксировать функциональный модуль 3 на необходимой для проведения работы высоте над монтажной панелью 1.For example, a “clamp” type functional module (see FIG. 8) may include a
Например, функциональный модуль 3 (см. фиг 9) содержит отсек 26 для установки источника питания, например, в виде батарей, при этом источник(и) питания могут быть закреплены при помощи фиксирующих выступов.For example, the functional module 3 (see FIG. 9) contains a
Например, функциональный модуль типа «консоль» (см. фиг. 10) содержит элемент 27 для крепления монтажной пластины, взаимодействующий с соединительными гнездами 16 на ее боковых частях. Кроме того, консоль может быть использована для крепления дополнительного элемента «катушка-моток» (см. фиг. 14) в виде рамы 33, который применяется в опытах по исследованию электромагнетизма посредствам его взаимодействия со стрелкой компаса, магнита, магнитопроводящих материалов, электроизмерительными приборами и т.д.For example, a “console” type functional module (see FIG. 10) contains an
Например, функциональный модуль типа «указатель» (см. фиг. 11) содержит элемент 28 для фиксации средств измерения (в данном случае - транспортир) и определения по их шкале значений заданных величин для последующей установки модулей с учетом таких величин или определения величин как результатов выполнения работ (проведения эксперимента). В указатель может быть установлен транспортир для измерения угла наклона монтажной пластины относительно монтажной панели 1 или другой поверхности.For example, a “pointer” type functional module (see Fig. 11) contains an
Например, функциональный модуль типа «контакт» (см. фиг. 2, 3, 9, 12) содержит элементы 29 для передачи электрического тока между модулями и внешним устройствам, а также для фиксации проводников. Причем, по крайней мере, на одной боковой (торцевой) поверхности модуля выполнен элемент для передачи электрического тока между модулями в виде, например, пластины, которая устанавливается с помощью элемента 20 (паза). Контактное устройство функционального блока может быть выполнено в виде зажима (в том числе типа «крокодил»), гнезда, пружины, штифта, магнита, гайки, одежной кнопки и т.д.For example, a “contact” type functional module (see FIGS. 2, 3, 9, 12) contains
Например, функциональный модуль типа «ось» (см. фиг. 13) содержит элемент 30 в верхней части модуля для установки, например, транспортира (или магнитной стрелки компаса), а также других средств измерения или устройств, имеющих сходный способ крепления.For example, an axis-type functional module (see FIG. 13) contains an
Функциональные модули типа «ось», «консоль», «указатель», «контакт» могут быть установлены как непосредственно на подставку 6 (как самостоятельные модули), так и на другой функциональный модуль, например, боковой модуль 4.Functional modules of the “axis”, “console”, “index”, “contact” type can be installed either directly on the stand 6 (as stand-alone modules), or on another functional module, for example,
Например, функциональный модуль (см. фиг. 1), который может быть использован для установки шарика. Он содержит электромагнит с поворотной скобой 31 и предназначен, например, для точной установки шарика на линию старта при исследованиях ускорения, скорости и пр.For example, a functional module (see Fig. 1), which can be used to install the ball. It contains an electromagnet with a
Например, функциональный модуль типа «ключ» (переключатель, выключатель) с элементом 32, который осуществляет замыкание и размыкание электрической цепи. Ключ может быть выполнен механическим (см. фиг. 1 - кнопка), электромагнитным, электронным и т.For example, a functional module of the "key" type (switch, switch) with an
Сборка элементов конструктора осуществляется следующим образом.Assembly of designer elements is as follows.
Формируют лабораторный модульный блок (см. фиг. 2), при этом в поперечные пазы 9 на боковых поверхностях подставки 6 устанавливают кронштейны 5, фиксируя их с помощью пазов 10 подставки 6 и фиксирующих выступов 11 кронштейна 5.A laboratory modular unit is formed (see Fig. 2), while in the
При установке функционального модуля 3 в нишу, образованную кронштейнами 5, вертикальные выступы 14 (см. фиг. 2, 3) кронштейна 5 взаимодействуют с гранями модуля 3, обеспечивая прямолинейное движение модуля 3 и предотвращая смещение модуля 3 относительно подставки 6.When installing the
Функциональный модуль 3 встраивают в нишу, образованную кронштейнами 5, и фиксируют с помощью элементов 18, 20 и паза 13 кронштейна 5. Функциональный модуль 3 может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, в зависимости от необходимой ориентации элемента оборудования. Боковые функциональные модули 4 устанавливают в пазы 12 кронштейна 5.The
В случае если для формирования лабораторного блока будет использован функциональный модуль 3 нестандартного размера (большей длины), кронштейн 5 разворачивают на 180° относительно основного положения, что позволяет расширить нишу для функционального модуля 3.If a non-standard size (longer)
Для того чтобы сформировать лабораторный модульный блок с использованием функционального модуля 3 Т-образной или крестообразной формы используют более одной подставки 6 соответствующих форм. Например, для установки пятиконтактного функционального модуля 3 (см. фиг. 3) применяются две подставки 6 - подставка I-образной формы и подставка Т-образной формы, на которые установлены два и три кронштейна 5 соответственно.In order to form a laboratory modular unit using the T-shaped or
Для сборки монтажной пластины соединяют профили 2 между собой с помощью торцевых соединений (заглушек), при этом образуется продольный паз 7 для движения испытываемых объектов. Так с помощью торцевых соединителей различного рода можно получить в зависимости от задач пластину (два профиля), раму (четыре профиля), пространственную конструкцию (более сложное соединение профилей между собой) и т.д.To assemble the mounting plate, profiles 2 are connected to each other using end connections (plugs), and a
Лабораторный модульный блок устанавливают посредством штифтов 8 подставки 6 в соединительные гнезда 15 монтажной панели 1 или гнезда 16 профиля 2 в любом необходимом месте.The laboratory modular unit is installed using the
Функциональные модули 3 и 4 лабораторного модульного блока используются в количестве, необходимом и достаточном для решения поставленной задачи. При этом не обязательно использование стандартного набора из двух боковых модулей 4 и центрального модуля 3 (для подставки 6 I-образной формы). Могут быть использованы, например, только боковые модули 4 (см. фиг. 14).
Работа группы изобретений может быть продемонстрирована на примере установки, которая позволит измерить величины ускорения свободного падения тела, в частности, шарика.The work of the group of inventions can be demonstrated by the example of an installation that will measure the acceleration of gravity of a body, in particular, a ball.
Для создания установки используются монтажная панель, сформированная из монтажных профилей 2 монтажная пластина, стержень, шарик и ряд лабораторных модульных блоков со средствами измерения.To create the installation, a mounting plate is used, formed from mounting
Первый лабораторный модульный блок (узел крепления монтажной пластины) формируют из I-образной подставки 6, двух кронштейнов 5, установленных торцевой частью внутрь подставки 6, функционального блока типа «зажим» с цанговым патроном 25, размещенным так, что цанговый патрон 25 расположен поперек подставки 6 и смотрит вбок, двух функциональных модулей 4 типа «консоль» с элементом 27 для фиксации монтажной пластины.. Стержень устанавливают в соединительное гнездо 15 монтажной панели 1 и узел крепления монтажной пластины закрепляют на необходимой высоте, продевая стержень в цанговый патрон 25. Узел служит для крепления монтажной пластины и изменения ее высоты (угла наклона) - он перемещается относительно стержня (стойки) и фиксируется в необходимом положении.The first laboratory modular unit (mounting plate mounting unit) is formed from an I-shaped
Затем формируют второй лабораторный модульный блок (узел пуска шарика) из I-образной подставки 6, двух кронштейнов 5, установленных торцевой частью внутрь подставки 6, функционального модуля 3 с электромагнитом и поворотной скобой 31, а также функциональных модулей 4 типа «контакт» с элементами 29 для передачи электрического тока.Then form the second laboratory modular unit (ball start unit) from an I-shaped
Формируют третий лабораторный модульный блок (узел остановки шарика) из I-образной подставки 6, двух кронштейнов 5, установленных торцевой частью внутрь подставки 6, функционального модуля 3 типа «ловушка» с элементами 24 для остановки шарика, функциональных модулей 4 типа «указатель» с элементом 28 фиксации транспортира, а также модуль 4 типа «ось» с элементом 30 для установки транспортира. Транспортир фиксируют с помощью элемента 28 в боковом модуле 4 типа «указатель», затем поворачивают в необходимое положение относительно его угломерной шкалы. Лабораторный блок устанавливают на боковой поверхности монтажной пластины, так что элементы 24 ловушки располагаются в начале продольного паза 7 пластины.A third laboratory modular unit (ball stop assembly) is formed from an I-shaped
С помощью фиксирующих элементов консолей 27 первого блока монтажную пластину устанавливают под наклоном, причем угол наклона может быть изменен движением стержня в цангового патрона 25.Using the fixing elements of the
Кроме того, для работы установки формируют и устанавливают еще два блока с наклонной площадкой 23 для размещения секундомера и калькулятора, а также блок для размещения источников питания цепи в отсеке 26.In addition, for the operation of the installation, two more blocks are formed and installed with an
Для замыкания и размыкания цепи используется лабораторный модульный блок с функциональным модулем типа «ключ» с механическим элементом 32 в виде кнопки.To close and open the circuit, a laboratory modular unit with a "key" type functional module with a
При изменении угла поворота скобы 31 происходит перемещение шарика вдоль паза 7 и его точная установка на линию старта. Пуском секундомера начинается движение шарика и отсчет времени. Шарик, достигая ловушки, фиксируется элементом 24 и при этом останавливает отсчет времени секундомером при помощи датчика (механический, оптопара, геркон и т.п.)When you change the angle of rotation of the
Таким образом, модульные блоки можно установить в любом месте конструкции, сориентировав нужным образом. Все элементы устанавливают в унифицированных, стандартизированных корпусах, что обеспечивает наглядность и высокую «вандалоустойчивость», а также взаимозаменяемость деталей, и позволяет «наполнить» корпуса любым функционалом.Thus, modular units can be installed anywhere in the structure, orienting as needed. All elements are installed in unified, standardized cases, which provides visibility and high “vandal resistance”, as well as interchangeability of parts, and allows you to “fill” the case with any functionality.
Заявляемый модульный конструктор обладает высоким потенциалом развития и имеет значительную методическую ценность, так как обеспечивает вариативность и наглядность выполнения опытов, лабораторных и практических работ. Применяются простые приемы работы с оборудованием, которые могут быть максимально понятны, в том числе за счет использования одинакового оборудования у учителя и ученика. Как следствие - одновременно с изучением физических законов у учеников формируются конструкторско-технологические умения и навыки по сборке и переналадке.The inventive modular designer has a high development potential and has significant methodological value, as it provides variability and visualization of experiments, laboratory and practical work. Simple techniques are used to work with equipment that can be understood as much as possible, including through the use of the same equipment for the teacher and student. As a result, simultaneously with the study of physical laws, students develop design and technological skills for assembly and readjustment.
Модульная компоновка устройства позволяет легко восполнять утерянные или неисправные модули, дополнять, разрабатывать новые модули и комплектовать кабинет необходимым количеством и функциональным наполнением. Таким образом, достигается снижение эксплуатационных расходов, а также экономия места (компактность) при хранении конструктора как методического материала.The modular layout of the device makes it easy to replenish lost or faulty modules, supplement, develop new modules and complete the cabinet with the necessary quantity and functional content. Thus, a reduction in operating costs is achieved, as well as space saving (compactness) during storage of the designer as a teaching material.
Claims (33)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017108390A RU2658268C1 (en) | 2017-03-13 | 2017-03-13 | Modular construction set and laboratory modular unit for the physical phenomena studying |
PCT/RU2018/050029 WO2018169456A2 (en) | 2017-03-13 | 2018-03-12 | Modular designer and laboratory modular unit for studying physical phenomena |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017108390A RU2658268C1 (en) | 2017-03-13 | 2017-03-13 | Modular construction set and laboratory modular unit for the physical phenomena studying |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2658268C1 true RU2658268C1 (en) | 2018-06-19 |
Family
ID=62620262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017108390A RU2658268C1 (en) | 2017-03-13 | 2017-03-13 | Modular construction set and laboratory modular unit for the physical phenomena studying |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2658268C1 (en) |
WO (1) | WO2018169456A2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2817885C1 (en) * | 2023-10-26 | 2024-04-22 | Индивидуальный Предприниматель Поваляев Олег Александрович | Educational construction set with rotary joint |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2287861C2 (en) * | 2004-12-14 | 2006-11-20 | Сергей Владимирович Рогозинников | Training visual aid for studying physical events |
CN103111078A (en) * | 2013-03-12 | 2013-05-22 | 东莞市中科教育电子有限公司 | Electromagnet pendulum electronic building block and building block circuit |
CN203118309U (en) * | 2013-01-29 | 2013-08-07 | 杭州速泽电子科技有限公司 | Magnetic adsorption type electronic function module |
US20130343025A1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-12-26 | Littlebits Electronics Inc. | Modular electronic building systems with magnetic interconnections and methods of using the same |
CN103611325A (en) * | 2013-12-04 | 2014-03-05 | 魏正鹏 | Improved multi-side contact electronic building block |
CN104008687A (en) * | 2014-05-20 | 2014-08-27 | 东莞市中科教育电子有限公司 | Electronic bricks based on infrared photoelectric technology and circuit thereof |
CN104771915A (en) * | 2015-04-08 | 2015-07-15 | 杭州速泽电子科技有限公司 | Magnetic interconnected intelligent circuit modularization system |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4650425A (en) * | 1984-11-22 | 1987-03-17 | Economatics (Education) Limited | Technology teaching apparatus |
JP2004517362A (en) * | 2001-01-02 | 2004-06-10 | アデスト テクノベーション ピーティーイー. リミテッド | Educational breadboard |
RU2293374C2 (en) * | 2004-12-10 | 2007-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "СНАРК" | Visual training appliance l-micro for studying electric occurrences |
-
2017
- 2017-03-13 RU RU2017108390A patent/RU2658268C1/en active IP Right Revival
-
2018
- 2018-03-12 WO PCT/RU2018/050029 patent/WO2018169456A2/en active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2287861C2 (en) * | 2004-12-14 | 2006-11-20 | Сергей Владимирович Рогозинников | Training visual aid for studying physical events |
US20130343025A1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-12-26 | Littlebits Electronics Inc. | Modular electronic building systems with magnetic interconnections and methods of using the same |
CN203118309U (en) * | 2013-01-29 | 2013-08-07 | 杭州速泽电子科技有限公司 | Magnetic adsorption type electronic function module |
CN103111078A (en) * | 2013-03-12 | 2013-05-22 | 东莞市中科教育电子有限公司 | Electromagnet pendulum electronic building block and building block circuit |
CN103611325A (en) * | 2013-12-04 | 2014-03-05 | 魏正鹏 | Improved multi-side contact electronic building block |
CN104008687A (en) * | 2014-05-20 | 2014-08-27 | 东莞市中科教育电子有限公司 | Electronic bricks based on infrared photoelectric technology and circuit thereof |
CN104771915A (en) * | 2015-04-08 | 2015-07-15 | 杭州速泽电子科技有限公司 | Magnetic interconnected intelligent circuit modularization system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2817885C1 (en) * | 2023-10-26 | 2024-04-22 | Индивидуальный Предприниматель Поваляев Олег Александрович | Educational construction set with rotary joint |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018169456A2 (en) | 2018-09-20 |
WO2018169456A3 (en) | 2018-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104215799B (en) | Floating plug device is used in a kind of electronic functional module test | |
CN201788193U (en) | Cam and inclined plane combined mechanism and module power test fixture | |
CN206321369U (en) | The plug force checking device of breaker electrifying interface | |
RU2658268C1 (en) | Modular construction set and laboratory modular unit for the physical phenomena studying | |
CN205301370U (en) | A test switching frock for flexible line way board | |
CN206893147U (en) | A tolerance modeling practical traning platform | |
CN210691799U (en) | Magnetic suspension train external member | |
CN202422530U (en) | All-round electromagnetic force factor exploring apparatus | |
CN206411173U (en) | Voltage detecting frock and voltage detecting system | |
CN108072304B (en) | Measuring tool of external dimension of measuring various blade point servers is exclusively used in | |
CN107845303B (en) | Internet of things test device and system | |
CN204808736U (en) | Multimachine constructs space innovation combination teaching experiment table | |
RU2287861C2 (en) | Training visual aid for studying physical events | |
CN209182370U (en) | Through silicon via channel measuring apparatus | |
CN208984326U (en) | A kind of electronic strut test device | |
CN207020855U (en) | A kind of geometrical model instructional device | |
CN107909896B (en) | Teaching device and application thereof | |
CN207855458U (en) | A kind of test equipment sample puts displaying device | |
RU2381564C2 (en) | Demonstration device logika for studying digital logic | |
CN216504915U (en) | Triaxial high accuracy displacement platform of each detachable axle | |
CN104112382A (en) | Physical experiment kit relevant to force and motion | |
CN212570127U (en) | Rotor mounting structure and simulation experiment equipment | |
CN218720273U (en) | Bolt formula leveling structure | |
CN210606247U (en) | Closed circuit ohm law experiment demonstration instrument | |
CN210895977U (en) | Real standard platform of new energy automobile electric air conditioner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200314 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210413 |