漂流潜标演示教具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种漂流潜标演示教具。本发明包括控制器件存放兼最大体积手动微调机构、直线推杆机构和体积自动改变机构。控制器件存放兼最大体积手动微调机构包括PET螺纹盖、PET底部打孔螺纹管、PVC螺纹管、螺母和橡胶垫圈。直线推杆机构包括直流减速电机、电机架、弹性连轴器、推杆单元、双头螺纹管箍和螺纹管。体积自动改变机构包括双头螺纹箍、活塞、储水室、橡胶垫圈、亚克力压环、外牙接头和皮囊。本发明的优点是直观、简洁的展现潜标的沉浮工作原理,方便理解和学习。
【专利说明】漂流潜标演示教具
【技术领域】
[0001]本发明属于教学仪器领域，具体涉及一种漂流潜标演示教具。
【背景技术】
[0002]人们对海洋的探索至今已经有几百年的历史了，而海洋漂流潜标则是近年代来比较重要的海洋探索工具之一。具有在恶劣的海洋环境条件下，无人值守的长期、连续、同步、自动地对海洋水文、气象诸要素进行全面综合监测的特点，是海洋观测岸站、调查船和调查飞机在空间上和时间上的延伸扩展，是离岸监测的重要手段。然而，对于潜标在海洋业中占领着如此重要地位，国内外却尚无潜标教具市场与专利，网络资源也相对较为匮乏，因此也给学生造成在学习与理解潜标这一知识点时产生一定的困难。
【发明内容】
[0003]本发明针对现有技术的不足，提供了一种漂流潜标演示教具。
[0004]本发明包括控制器件存放兼最大体积手动微调机构、直线推杆机构和体积自动改变机构。
[0005]控制器件存放兼最大体积手动微调机构包括PET螺纹盖、PET底部打孔螺纹管、PVC螺纹管、螺母和橡胶垫圈。PET螺纹盖与PET螺纹罐通过螺纹连接:PET底部打孔螺纹管由一对螺母和一对橡胶垫圈固定在PVC螺纹管上。
[0006]直线推杆机构包括直流减速电机、电机架、弹性连轴器、推杆单元、双头螺纹管箍和螺纹管，其中推杆单元包括丝杆、铜螺母、滑块、滑槽、铜柱和L形连接件；电机架置于双头螺纹管箍带有凸起的内壁上，由PVC螺纹管压紧电机架；直流减速电机通过螺钉固定在电机架上；丝杆通过弹性联轴器与直流减速电机的输出轴连接；铜螺母与滑块通过螺栓和螺母连接在一起，旋在丝杆上，并置于滑槽内；滑槽固定在螺纹管内壁上；对称设置在丝杆两边的铜柱一端与滑块连接，另一端与L形连接件连接。
[0007]体积自动改变机构包括双头螺纹箍、活塞、储水室、橡胶垫圈、亚克力压环、外牙接头和皮囊；活塞通过螺钉和螺母与L形连接件连接；储水室外壁与外牙接头过盈配合并用防水胶粘黏；皮囊通过橡胶垫圈和亚克力压环压在外牙接头的非旋和处上表面，并通过双头螺纹箍和外牙接头的螺旋配合压紧。
[0008]本发明的有益效果:针对海洋工程类大学生，对潜标的学习，直观、简洁的展现潜标的沉浮工作原理，不仅方便了老师对潜标这个知识点的讲解，也加快了学生对潜标的学习，使他们在实践中学习，切身体会潜标的工作原理。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明装置的三维图；
图2为本发明装置的控制器件存放兼最大体积手动微调机构示意图；
图3为本发明装置的内部直线推杆机构示意图； 图4为本发明装置直线推杆机构详细示意图；
图5为本发明装置的体积自动改变机构的半剖视图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011]本发明包括密封机构、传动机构、自平衡机构、体积微调机构。
[0012]所述密封机构由PVC螺纹管配合而成，由两根内螺纹PVC管与三根外螺纹PVC管旋紧，形成一根空心的管子，管子顶端旋有一个PET螺纹密封盖保证与外界隔绝，管子底端用皮囊套在口上，用皮筋捆住。
[0013]所述传动机构由丝杆、铜螺母、不锈钢方管、亚克力板、针筒活塞和针筒组成。传动机构的源动力来自电机，电机固定在第一根内螺纹管内部，架在内部亚克力板上，亚克力板为厚度3mm，直径与内螺纹管内部直径相同。电机与丝杆通过联轴器联接，丝杆上旋有铜螺母，铜螺母上附有方行亚克力板，方形亚克力板外套有不锈钢方管。不锈钢管粘在PVC螺纹管内部。铜螺母与针筒活塞用铜柱联接在一起，丝杠转动能同时带动铜螺母滑动与活塞推动。针筒套在针筒活塞上，针筒外径与外螺纹管内直径相同。
[0014]所述自平衡机构为自身内部重力调节，将内部的传动机构向管底下偏移，使顶部重力较小，确保潜标在水中为竖直状态。
[0015]所述体积微调机构由皮筋、皮囊和水组成。皮囊将PVC管低端密封，用皮筋扣住皮囊，皮囊内部与针筒之间装满水。通过针筒活塞的推动将使液体膨胀皮囊，改变整体体积大小。
[0016]本发明还包括数据传输机构，所述数据传输机构由发送装置和接收装置两个部分组成。发送装置为STM32F103X单片机控制的NRF24L01无线发送模块。通过按键将数据发送给接受装置。接收装置由STM32F103X单片机控制的NRF24L01无线接收模块，接收装置接收到数据后将数据转换为模拟信号传送给电机。
[0017]以漂流潜标下潜为例，结合本附图对本发明装置的技术方案，及其工作原理作进一步的阑述。
[0018]如图1、图2、图3、图4及图5所示，本装置主要包括:控制器件存放兼最大体积手动微调机构1、直线推杆机构2、体积自动改变机构3。
[0019]如图2所示，控制器件存放兼最大体积手动微调机构I由PET螺纹盖1-1、PET底部打孔螺纹管1_2、PVC螺纹管1-3、螺母1-4、橡胶垫圈1-5组成。PET螺纹盖1_1与PET底部打孔螺纹罐1-2通过螺纹连接:PET底部打孔螺纹罐1-2由一对螺母1-4和一对橡胶垫圈1-5固定在PVC螺纹管1-3上。
[0020]如图1、图3、图4所示，直线推杆机构2由直流减速电机2-1、电机架2-2、弹性连轴器2-3、丝杆2-4-1、铜螺母2-4-2、滑块2_4_3、滑槽2_4_4、铜柱2_4_5、L形连接件2_4_6、双头螺纹管箍2-5组成。电机架2-2置于双头螺纹管箍2-5有凸起的内壁上，由螺纹管1-3压紧电机架2-2 ;电机2-1通过螺钉固定在电机架2-2上；丝杆2-4-1通过弹性联轴器2_3与电机2-1的输出轴连接；铜螺母2-4-2与滑块2-4-3通过螺栓和螺母连接在一起，旋在丝杆2-4-1上,并置于滑槽2-4-4内；滑槽2-4-4通过AB胶粘在螺纹管2_6内壁上；对称设置在丝杆2-4-1两边的铜柱2-4-5 —端与滑块2-4-3连接，另一端与L形连接件2_4_6连接。[0021]如图3、图5所示，体积自动改变机构3由双头螺纹箍3-1、活塞3_2、储水室3_3、橡胶垫圈3-4、亚克力压环3-5、外牙接头3-6、皮囊3-7组成。活塞3_2通过螺钉和螺母与L形连接件2-4-6连接；储水室3-3外壁与外牙接头3-6过盈配合并用防水胶粘黏；皮囊3-7通过橡胶垫圈3-4和压环3-5压在外牙接头3-6的非旋和处的上表面上，并通过双头螺纹箍3-1和外牙接头3-6的螺旋配合压紧。
[0022]本发明装置的工作过程如下:(机器初始体积最大，活塞位于最底部)
使用时，旋开PET螺纹盖1-1，打开置于控制器件存放兼最大体积手动微调机构I中电源开关，旋紧PET螺纹盖，检查无误后将其置于水中，待机器平稳后，按控制器上的下潜按键，此时电机2-1带动丝杆2-4-1做顺时针转动，铜螺母2-4-2与滑块2_4_3固定并向上运动，L形连接件2-4-6将活塞向上拉起，皮囊3-7内的部分水被抽到针筒内，皮囊3-7收缩，装置总的体积变小，排水量减小。根据阿基米德定率(F浮=G排=P液(气Vg*V排)可以判断出装置浮力减小慢慢下潜。上升方式的原理类似。
【权利要求】
1.漂流潜标演示教具，包括控制器件存放兼最大体积手动微调机构(I)、直线推杆机构(2 )和体积自动改变机构(3 )，其特征在于: 控制器件存放兼最大体积手动微调机构(I)包括PET螺纹盖(1-1),PET底部打孔螺纹管(1-2)、PVC螺纹管(1-3)、螺母(1-4)和橡胶垫圈(1-5) ;PET螺纹盖(1-1)与PET螺纹罐(1-2)通过螺纹连接:PET底部打孔螺纹管(1-2)由一对螺母(1-4)和一对橡胶垫圈(1-5)固定在PVC螺纹管(1-3)上； 直线推杆机构(2 )包括直流减速电机(2-1 )、电机架(2-2 )、弹性连轴器(2-3 )、推杆单元(2-4)、双头螺纹管箍(2-5)和螺纹管(2-6)，其中推杆单元(2-4)包括丝杆(2-4-1)、铜螺母(2-4-2 )、滑块(2-4-3 )、滑槽(2-4-4 )、铜柱(2-4-5 )和L形连接件(2-4-6 )；电机架(2-2 )置于双头螺纹管箍(2-5)带有凸起的内壁上，由PVC螺纹管(1-3)压紧电机架(2-2);直流减速电机(2-1)通过螺钉固定在电机架(2-2)上；丝杆(2-4-1)通过弹性联轴器(2-3)与直流减速电机(2-1)的输出轴连接；铜螺母(2-4-2)与滑块(2-4-3)通过螺栓和螺母连接在一起，旋在丝杆(2-4-1)上，并置于滑槽(2-4-4)内；滑槽(2-4-4)固定在螺纹管(2-6)内壁上；对称设置在丝杆(2-4-1)两边的铜柱(2-4-5) —端与滑块(2-4-3)连接，另一端与L形连接件(2-4-6)连接； 体积自动改变机构(3 )包括双头螺纹箍(3 -1 )、活塞(3 - 2 )、储水室(3 - 3 )、橡胶垫圈(3-4)、亚克力压环(3-5)、外牙接头(3-6)和皮囊(3-7);活塞(3-2)通过螺钉和螺母与L形连接件(2-4-6)连接；储水室(3-3)外壁与外牙接头(3-6)过盈配合并用防水胶粘黏；皮囊(3-7)通过橡胶垫圈(3-4)和亚克力压环(3-5)压在外牙接头(3-6)的非旋和处上表面，并通过双头螺纹箍(3-1)和外牙接头(3-6)的螺旋配合压紧。
【文档编号】G09B23/12GK104036675SQ201410198381
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】张巨勇, 李蓉, 赵斌, 杨露, 戴嘉韵, 袁翼博, 何强 申请人:杭州电子科技大学