多用组合教学仪的制作方法

专利名称：多用组合教学仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学用具，尤其是一种经多种组合后用于多 种物理力学教学演示或实验的教学仪，属于教学器具技术领域。
背景技术：
在物理的力学教学演示或实验中经常需要借助形象的器具。据申 请人了解，现有的力学教学演示或实验器具多数是临时自制的，因此
十分简陋；少数专业制作器具功能又很单一，因此在进行多种动力学 教学时，需要准备或自制不同的器具，多有不便。

实用新型内容
本实用新型的目的在于针对以上现有技术存在的缺点，提出一 种可以兼顾多种力学教学演示或实验的多用教学仪，从而给物理力学 教学或实验带来方便。
为了达到以上目的，本实用新型的多用组合教学仪基本技术方案 是包括底座和垂直安装在底座上的支撑杆；所述支撑杆的侧面沿长 度方向制有至少一个竖标尺和至少一条长槽，所述长槽内形成有至 少 一个由内向外的收缩部。
以上技术方案的完善之一是还包括矩形截面直导轨，所述直导 轨长边的宽面上制有凹陷轨道，其长边的窄面上制有T形截面导槽、 间隔的通孔和横标尺；所述支撑杆是八棱柱，其一侧面与直导轨的一 端横向联接。
以上技术方案的完善之二是所述直导轨的另一端联接有第一宽 L形连接架；所述第一宽L形连接架的两垂直面分别与直导轨空端的 两垂直面平贴，且该两垂直面上制有第一穿孔槽。以上技术方案的完善之三是所述支撑杆上装有第一转接头，所
述直导轨远离支撑杆的一端设有第一 L形连接架和第二宽L形连接 架，所述第一转接头上制有两个相互垂直的T形截面短槽和两个相互
垂直的圓形通孔，并在相对于短槽的一侧开有平行于圓形通孔的第一
钳形截面卡槽；所述第一L形连接架的两垂直面上制有第二穿孔槽； 所述第二宽L形连接架上装有带滑轮的第一光电门传感器，其两垂直 面上制有第三穿孔槽。
以上技术方案的完善之四是所述支撑杆上装有圆形双刻度盘， 所述圆形双刻度盘的圓周边上装联第二转接头和第三转接头，所述第 二转接头和第三转接头固定有两个短圆杆，所述短圓杆上固定有力传 感器，所述力传感器的钩子指向圆形双刻度盘的圓心。
以上技术方案的完善之五是所述支撑杆装有抛射导轨；所述直 导轨上对应抛射导轨的出口装有活动挡板，其远离支撑杆的一端设有 第二 L形连接架和第三宽L形连接架；所述第二 L形连接架和第三宽 L形连接架的两个垂直面上分别制有第四穿孔槽和第五穿孔槽；所述 抛射导轨由 一直轨弯成钝夹角状，其侧面制有第六穿孔槽，其出口处 设有第二光电门传感器。
本实用新型的多用组合教学仪，由于巧妙地在支撑杆侧面沿长 度方向上分别制作竖标尺和带收缩部的长槽，从而奠定可进行多种拓 展组件的基本平台；在此基本平台上，只需用筒单的联接件即可十分 方便地组成符合以上技术方案的组件，由此可以进行简谐运动、匀变 速直线运动、牛顿第二定律、动量定理、动能定理、力的合成与分解、 抛体运动等多种动力学教学演示或实验。相比现有力学教学器具，拓 展了探究力学现象的方法和手段，给教学演示或实验带来了极大的方 便。以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。 图l是本实用新型实施例一的结构示意图。
图2是


图1的俯视图。
图3是
图1的一种实验状态结构示意图。
图4是
图1中A-A向剖视放大图。
图5是本实用新型实施例二的结构示意图。
图6是图5的一种实验状态结构示意图。
图7是图5中B-B向局部俯视图。
图8是图5中C-C向局部右视图。
图9是图5中宽L形连接架的结构示意图。
图10是图9的俯视图。
图11是图9的右视图。
图12是本实用新型实施例三的结构示意图。
图13是
图12中D-D向局部俯视图。
图14是
图12中E-E向局部俯视图。
图15是
图14中去掉直导轨后的结构示意图。
图16是
图13中转接头的结构示意图。
图17是
图16的俯视图。
图18是
图12中L形连接架的结构示意图。
图19是
图18的右视图。
图20是本实用新型实施例四的结构示意图。
图21是图20的右视图。
图22是图20中的圓形双刻度盘的结构示意图。
图23是图22的F-F向局部右视放大图。
图24是本实用新型实施例五的结构示意图。
图25图23的G-G向局部右賴L;改大图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的多用组合教学仪如
图1和图2所示，包括底座1和支
撑杆2。底座l是三脚座体，其三个脚底部设有调节螺丝，可以调节 底座1的水平度；底座1顶面中部制有插孔。支撑杆2是八棱柱，其 垂直插装在底座1上的插孔中。支撑杆2的两个相对面3-1、 3-2上 制有两个竖标尺4,另两个相对面上制有两个T形截面长槽5-1、 5_2。 使用本实施例的多用组合教学仪进行的一种教学演示或实验如 图3和图4所示，将第一螺栓7的螺帽从支撑杆2的顶端滑入长槽5-l 中，从第 一螺栓7的空端旋入第 一碟型螺母8将第 一螺栓7与支撑杆 2夹紧。这样，第一螺栓7带螺紋的空端即可作为单摆9的悬挂点， 即可进行简谐运动(单摆)实验。实验时，单摆9摆动的摆长(即悬 挂点到摆球10中心的距离)可以通过支撑杆2上的竖标尺4读出； 摆动周期可用秒表测量得到。 实施例二
本实施例的多用组合教学仪如图5所示，其中的底座1和支撑杆 2与实施例一相同。不同的是还包括矩形截面直导轨11，如图8所 示，在直导轨11长边的两个宽面上制有凹陷轨道，在直导轨11的长 边一侧制有横标尺14，在直导轨11的长边两侧制有T形截面导槽80 并制有多个间隔的通孔81。直导轨11的一端与支撑杆2的一侧面横 向联接，具体联接如图7所示把长螺栓12的六角螺帽滑入支撑杆 2的T型长槽，然后把长螺栓12穿过直导轨11一端的通孔81,用第 二蝶型螺母13旋入长螺栓12将直导轨11与支撑杆2固定。当松开 第二蝶型螺母13时，长螺栓12即可以在支撑杆的T型长槽中上下连 续滑动，从而调节直导轨ll的倾角连续变化。直导轨11的另一端(即 远离支撑杆2的一端)联接有第一宽L形连接架15,第一宽L形连接架15如图9、 10和11所示，其两垂直面上制有第一穿孔槽16， 具体联接如图8所示第一宽L形连接架15的两垂直面分别与直导 轨11该端部的两垂直面平贴，且用第二螺栓6的螺帽滑入直导轨11 另一端的导槽80内，接着将第二螺栓6穿过第一穿孔槽16，在第二 螺栓6上旋入第三碟型螺母6-1即将第一宽L形连接架15与直导轨 11固定。
使用本实施例的多用组合教学仪进行的一种教学演示或实验如 图6所示，将位移传感器70放在直导轨靠近支撑杆2的一端，将测量 小车17的车轮卡在直导轨ll的凹陷轨道上，这样，即可进行探究匀 速或匀变速直线运动规律的教学演示或实验。第一宽L形连接架15 除了支撑直导轨ll外，还可以阻挡小车17滑出直导轨11。 实施例三
本实施例多用组合教学仪台如
图12、 13所示，其结构与实施例 二基本相同。不同之处是在支撑杆2上装有第一转接头18,在直 导轨ll远离支撑杆2的一端设有第一L形连接架19和第二宽L形连 接架20。
第一转接头18的结构如
图16、 17所示，第一转接头18上制有 两个相互垂直的T形截面短槽21-1、 21-2和两个相互垂直的圓形通 孔22-l、 22-2,并在相对于T形截面短槽21-2的一侧开有平行于圓 形通孔21-2的第一钳形截面卡槽23。
第一L形连4妾架19的结构如
图18、 19所示，其两垂直面上制有 第二穿孔槽24。
第二宽L形连接架20结构如
图14、 15所示，其与实施例二的第 一宽L形连接架15相同，也含有同第一穿孔槽16相同的第三穿孔槽 28 ，只是与直导轨11装配的相对位置发生变化(沿竖立面转动9 0度)。装配时，先如上述本实施例同样的方法，用第三螺栓55和第四
蝶型螺母56把第一转接头18固定在支撑杆2的长槽5-2上；然后把 一根短圓杆25固定在第一转接头18的第一钳形截面卡槽23中；再 把力传感器26固定在短圓杆25上；用第四螺栓57和第五蝶型螺母 58把第一 L型连接架19固定在直导轨11远离支撑杆2 —端的T形 截面导槽80内；随后把带有滑轮27的第一光电门传感器59固定在 第二宽L型支架20的第三穿孔槽28上，用第五螺栓65和第六蝶型 螺母66把第二宽L型支架20固定在直导轨11远离支撑杆2 —端的 T形截面导槽80内；接着把一根橡皮筋29和一根细绳30系在一起， 细绳30连接小车17并绕过滑轮27，橡皮筋29的一端连接力传感器 26。
这样，即可使用本实施例的多用组合教学仪进行探究合外力与加 速度的关系、合外力的沖量与动量变化的关系、合外力的功与动能变 化的关系等力学现象的教学演示或实验。 实施例四
本实施例多用组合教学仪台如图20、 21所示，其结构与实施例 一基本相同。不同之处是在支撑杆2上装有圓形双刻度盘31,具 体是，使用两个第五螺栓穿过圓形双刻度盘31上、下两定位孔，并 将第五螺栓的螺帽滑入支撑杆2的T形长槽内，再将两个第六蝶型螺 母32-l、 32-2旋入第五螺栓，即把圓形双刻度盘31固定在支撑杆2 上。
圓形双刻度盘31如图22、 23所示，在圓形双刻度盘31的圓周 边上装联两个第二转接头33、第三转接头34,第二转接头33和第三 转接头34的结构与实施例三中的第一转接头18相同。圓形双刻度盘 31的圓周边卡入第二转接头33和第三转接头34的第二、第三钳形截面卡槽内固定。圆形双刻度盘31的一侧面上制有两组相反的角度
标尺60和61。
再^fe两个短圆杆35-1、 35-2分别插入第二转^接头33和第三转接 头34的圓形通孔并固定，然后把两个力传感器36-1、 36-2分别固定 在短圓杆35-1、 35-2上，并使36-l、 36-2力传感器的钩子指向圓形 双刻度盘31的圆心。
这样，即可使用本实施例的多用组合教学仪进行分力与合力的教 学演示或实验。其中，分力大小由力传感器36-1、 36-2测量，与合 力方向的夹角从刻度盘上读出。 实施例五
本实施例多用组合教学仪如图24、 25所示，其结构与实施例三 基本相同。不同之处是在支撑杆2装有抛射导轨37,在直导轨ll 对应抛射导轨37的出口装有活动挡板38,直导轨11远离支撑杆2 的一端设有第二 L形连接架52和第三宽L形连接架53。第二 L形连 接架52和第三宽L形连接架53与实施例三中的第一 L形连接架19 和第二宽L形连接架20结构相同，其两个垂直面上也分别制有第四 穿孔槽和第五穿孔槽，只是与直导轨ll的连接位置稍有不同。
抛射导轨37由一直轨弯成钝夹角状，其侧面制有第六穿孔槽39， 其出口处固定有第二光电门传感器40。
具体安装如图24所示 1 )先将第六螺栓42的螺帽滑入支撑杆2的T形截面长槽后再穿过 第四转接头43的一圆通孔，再将第七蝶型螺母44旋入第六螺栓42, 将第四转接头43固定在支撑杆2上，第四转接头43的结构与前述实 施例中的转接头相同。
2)在第四转接头43的一侧固定螺紋杆45，再通过第七螺栓47和第八蝶型螺母化将第三L形连接架46与支撑杆2固定；将螺紋杆45 穿过第六穿孔槽39的一侧端，用第十蝶型螺母51旋入螺紋杆45,同 时用第八螺栓50穿过第六穿孔槽39的一侧端，最后用第十一蝶型螺 母54旋入第八螺栓50。
3) 使用上述类同的方法将活动挡板38通过第二L形连接架52固定 在直导轨上。
通过上述步骤，即完成本实施例多用组合教学仪的组装，并可 进行抛体运动的教学演示或实验。而且，通过调整螺紋杆45和第八螺 栓50穿过第六穿孔槽39的位置，可以调节抛射导轨37的出口角度， 从而可以进行多种抛体运动轨迹的教学演示或实-睑。
以上实施例可以认为是同一多用组合教学仪的五种典型使用方 式，当然在以上实施例基础上还可以派生出其他的组合使用方式。由 此大大拓宽物理力学教学演示或实验的仪器使用范围，而且以上实施 例的多用组合教学仪的使用和保管均十分方便。
除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。如容易理
解
1) 支撑杆2也可以是四棱柱、六棱柱、其它多面体或圓柱体；
2) 长槽除了 T形截面外也可以是梯形截面、燕尾形截面、双T形截 面或其他几何形截面、异形截面，总之只要形成至少一个由内向外的 收缩部即可；
4) 竖标尺4和T形截面长槽均可以是在支撑杆2的侧面上制成一个 或多个；
4 )竖标尺4和T形截面长槽既可以在支撑杆2的同侧面上制成，也 可以在支撑杆2的不同侧面上制成；
5) 蝶型螺母也可以用其它的螺母代替；6)螺栓、螺母也可以用其它标准联接件或非标准联接制件代替；
7 )实施例二中的第一宽L形连接架15也可以去掉，并不影响实施例 二的教学演示或实验；
8 )支撑杆2也可以是与底座1的顶面中部焊接或其它安装联接方式；
9 )直导轨11的通孔81至少可以是一个；等等。 凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求 的保护范围。
权利要求1、一种多用组合教学仪，包括底座和垂直安装在底座上的支撑杆；其特征在于所述支撑杆的侧面沿长度方向制有至少一个竖标尺和至少一条长槽，所述长槽内形成有至少一个由内向外的收缩部。
2、 根据权利要求1所述多用组合教学仪，其特征在于还包括 矩形截面直导轨，所述直导轨长边的宽面上制有凹陷轨道，其长边的 窄面上制有T形截面导槽、间隔的通孔和横标尺；所述支撑杆的侧面 与直导轨的一端横向联接。
3、 根据权利要求2所述多用组合教学仪，所述直导轨的另一端 联接有第一宽L形连接架；所述第一宽L形连接架的两垂直面分别与 直导轨空端的两垂直面平贴，且该两垂直面上制有第一穿孔槽。
4、 根据权利要求2所述多用组合教学仪，其特征在于所述支 撑杆上装有第一转接头，所述直导轨远离支撑杆的一端设有第一 L形 连接架和第二宽L形连接架，所述第一转接头上制有两个相互垂直的 T形截面短槽和两个相互垂直的圆形通孔，并在相对于短槽的一侧开 有平行于圆形通孔的第一钳形截面卡槽；所述第一L形连接架的两垂 直面上制有第二穿孔槽；所述第二宽L形连接架上装有带滑轮的第一 光电门传感器，其两垂直面上制有第三穿孔槽。
5、 根据权利要求1所述多用组合教学仪，其特征在于所述支 撑杆上装有圆形双刻度盘，所述圆形双刻度盘的圆周边上装联第二转 接头和第三转接头，所述第二转接头和第三转接头固定有两个短圓 杆，所述短圆杆上固定有力传感器，所述力传感器的钩子指向圓形双 刻度盘的圓心。
6、 根据权利要求5所述多用组合教学仪，其特征在于所述圓形双刻度盘的圆周边卡入第二转接头和第三转接头的第二、第三钳形 截面卡槽内固定，所述圆形双刻度盘的一侧面上制有两组相反的角度标尺。
7、 根据权利要求2所述多用组合教学仪，其特征在于所述支 撑杆装有抛射导轨；所述直导轨上对应抛射导轨的出口装有活动挡 板，其远离支撑杆的一端设有第二 L形连接架和第三宽L形连接架； 所述第二 L形连"l妄架和第三宽L形连接架的两个垂直面上分别制有第 四穿孔槽和第五穿孔槽；所述抛射导轨由一直轨弯成钝夹角状，其侧 面制有第六穿孔槽，其出口处设有第二光电门传感器。
8、 根据权利要求1-7之任一所述多用组合教学仪，其特征在于 所述长槽、竖向通孔、导槽、通孔、短槽、圆形通孔、卡槽和穿孔槽 之间通过螺栓和螺母联接；所述底座是三脚座体，其三个脚底部设有 调节螺丝。
9、 根据权利要求8所述多用组合教学仪，其特征在于所述支 撑杆是八棱柱、四棱柱、六棱柱和圓柱体之一。
专利摘要本实用新型涉及一种多用组合教学仪，属于教学器具技术领域。该教具包括底座和垂直安装在底座上的支撑杆；所述支撑杆的侧面沿长度方向制有至少一个竖标尺和至少一条长槽。该多用组合教学仪只需用简单的联接件即可十分方便地组成多种不同的组件，可以进行简谐运动、匀变速直线运动、牛顿第二定律/动量与能定理、力的合成与分解、抛体运动等多种动力学教学演示或实验；因此大大方便了动力学教学演示或实验。
文档编号G09B23/10GK201226194SQ20072004190
公开日2009年4月22日 申请日期2007年11月28日 优先权日2007年11月28日
发明者徐旭东, 王知非, 捷 赵 申请人:苏州市教育投资有限公司