本发明涉及数值模拟实验领域，尤其是一种电路数值模拟实验装置。
背景技术：
模拟与数字电路实验课是电子专业大学生的必不可少的实践环节，其可以培养学生运用所学的知识独立地进行分析问题、解决问题的能力。增强学生对实验的兴趣，充分发挥同学的主观能动性，培养创新意识，使得学生更好地掌握所学的知识。
现有技术中的电路方便的模拟实验装置大都是固定式试验台，教师在讲解与演示的时候，站在后面的学生和两侧的学生容易看不清楚老师的具体操作，因此实际教学过程中为了让每一个学生都可以看清，教师会选择分批对学生进行讲解演示，这样不仅教师工作重复，浪费了教育资源，且后面的学生需要等待前面的学生听完之后再进行听讲，同时也浪费了学生的时间。
中国实用新型专利（专利号zl201720220252.4）一种电工电子实验台，其操作演示台利用转轴转动安装于支撑架上，且利用定位装置实现旋转定位，在电子实践教学时，教师可对操作演示台进行旋转定位，以实现对实验台范围内的学生的直观操作演示。该操作演示台采用定位齿轮和定位销轴对应设置的定位装置对操作演示台进行定位。但是当定位销脱离定位齿轮后，其操作演示台是处于可以自由旋转状态的，由于操作实验台较重，在调节过程中使用者必须一边保持定位销脱离定位齿轮，且需要一直扶着操作实验台进行旋转，尤其当其中扶着操作实验台的手由于失误原因突然脱离操作实验台时，由于操作演示台处于可以自由旋转的状态，此时操作试验台将急速自由旋转，给实验的进行带来了不便。操作的时候需要一边松开定位销一边手扶着演示台，需要两个手进行操作，操作不便，且其只能上下翻转，只能调整实验台的上下视角，且不能左右旋转，使得站在侧面的学生仍然观察不便。
技术实现要素：
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种电路数值模拟实验装置，其可以方便对实验台面板进行上下翻转，且在上下翻转过程中实时定位和自锁，使得翻转过程顺畅安全，试验台面板不会因为操作失误而突然大范围的翻转，安全可靠，且该发明可以对试验台面板进行左右旋转，使得站在左右侧的学生可以方便的对实验台面板进行观察，上下翻转和左右旋转均可以通过一个操作手柄来实现，操作方便。
该发明技术方案是，一种电路数值模拟实验装置，包括实验桌和置于实验桌上方的实验台面板，所述实验桌上端中间位置固定有支撑柱，所述支撑住上转动连接有水平放置的旋转台，所述旋转台上端安装有两个竖向的支撑杆，两所述支撑杆分别朝着相向的方向伸出有水平的横杆，所述试验台面板两端分别转动安装在两个横杆上，所述横杆下方的试验台面板侧壁上转动连接有横向的套杆，所述套杆连接有与其垂直设置的操作杆，操作杆的自由端转动连接有操作旋钮，所述支撑柱上端套固有置于旋转台上方的定位齿轮，所述旋转台上固定有第一固定座，所述第一固定座内朝着定位齿轮轴向滑动连接有第一滑杆，所述第一滑杆面朝定位齿轮的一端固定有和定位齿轮配合的定位片，第一滑杆和第一固定座之间连接有将定位片压在定位齿轮上的弹簧，所述第一滑杆经过传动装置连接在操作旋钮上，使得操作旋钮可以控制定位片脱离定位齿轮，所述套杆上套装有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮上方啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮上固定有竖向的第一螺杆，所述第一螺杆转动连接在试验台面板上，所述第一螺杆上旋拧有竖向滑动连接在试验台面板上的第一螺母，所述第一螺母连接有竖向滑动连接在试验台面板上的第一齿条，所述横杆上间隔套有固定在试验台面板上的第一齿轮，所述第一齿轮啮合有第二齿轮，所述第二齿轮啮合在第一齿条上。
优选的，所述传动装置包括连接在第一滑杆背向定位齿轮的一端的第一拉绳，所述支撑杆到横杆之间设有第一空腔，所述第一空腔在横杆背向支撑杆的端部开放，所述套杆到操作杆之间设有第二空腔，所述第二空腔在套杆背向操作杆的一端开放且在操作杆背向套杆的一端开放，所述支撑杆内设有多个第一滑轮，所述支撑杆上设有连通第一空腔的通过孔，所述实验台面板内右侧设有安装腔室，所述横杆左侧的第一空腔内横向滑动连接有连接杆，所述第一拉绳穿过通过孔经多个第一滑轮连接在连接杆右端，所述安装腔室内固定有支撑块，所述连接杆的左端转动连接有轴向滑动连接在支撑块上的转动头，所述操作杆内的第二空腔内转动连接有下端固定在操作旋钮上的第一转轴，所述套杆内的第二空腔内转动连接有横向的第二转轴，所述第一转轴上套固有第三锥齿轮，所述第二转轴上套固有与第三锥齿轮啮合的第四锥齿轮，所述第二转轴上同轴连接有第二螺杆，所述第二螺杆上旋拧有横向滑动连接在套杆上的传动筒，所述传动筒的左端固定有置于安装腔室内的斜块，斜块上方设有支撑板，所述支撑板内竖向滑动连接有第二滑杆，所述第二滑杆下端转接有滚轮架，所述滚轮架上转动连接有与斜块斜面配合的滚轮，所述滚轮架和支撑板之间连接有套在第二滑杆上的将滚轮压在斜块的斜面上的第一压簧，所述第二滑杆上端连接有竖向的第二齿条，所述第二齿条啮合有第三齿轮，所述第三齿轮同轴连接有卷轮，所述支撑块上设有第二滑轮，所述转动头上固定有第二拉绳的一端，所述第二拉绳的另一端经过第二滑轮固定在卷轮上。
优选的，所述斜块斜面的两端分别设有限位挡板。
优选的，所述套杆到操作杆之间设有第二空腔，所述第二空腔在套杆背向操作杆的一端开放且在操作杆背向套杆的一端开放，所述第一锥齿轮间隔套在套杆上，所述第一锥齿轮内圆面上轴向间隔开有两个环形滑槽，所述套杆轴向间隔固定有两组扇形滑片，每组扇形滑片有两个关于套杆对称的扇形滑片，所述扇形滑片滑动配合在与其对应的环形滑槽内，两所述环形滑槽之间的第一锥齿轮内圆面上间隔均布有多个锁定齿，所述套杆下端固定有第二固定座，所述第二固定座内横向滑动连接有第三滑杆，所述第三滑杆的朝向第一锥齿轮的端部上固定有伸入到锁定齿之间的锁定杆，所述第三滑杆背向第二固定座的方向上套固有挡片，所述挡片和第二固定座之间连接有套在第三滑杆上的第二压簧，所述第三滑杆背向第一齿轮的端部上固定有第三拉绳，所述第三滑杆右端的操作杆上开有连通到第二空腔的第一通孔，所述操作旋钮上方的操作杆上开有连通到第二空腔的第二通孔，所述操作杆上固定有覆盖在第二通孔上的第一套筒，所述第一套筒内轴向滑动连接有第一活塞杆，所述第一活塞杆的背向操作杆的端部置于第一套筒外部且固定有拉环，所述操作杆内的第二空腔内设有多个第三滑轮，所述第三拉绳经第一通孔、多个第三滑轮和第二通孔连接在第一活塞杆上。
优选的，所述第一固定座右侧的旋转台上固定有第三固定座，所述第三固定座上固定有第二套筒，所述第一拉绳穿过第二套筒。
优选的，所述第一套筒内圆面上设有轴向的两端封闭的滑动槽，所述滑动槽内滑动连接有滑动块，所述滑动块固定在第一活塞杆上。
本发明将横向旋转和上下翻转的功能集中在一根操作杆上，使得教师在调节试验台面板时操作方便，且上下翻转试验台面板时，该试验台面板可以实时定位和自锁，不会发生失力突然间翻转的现象，保证了试验的安全进行。
附图说明
图1为本发明控制试验台面板进行左右转动时的结构图。
图2为图1中关于安装腔室部分的结构放大图。
图3为本发明控制试验台面板进行上下翻转时的结构图。
图4为第一锥齿轮到第一齿轮之间的连接关系图。
图5为图3中a部放大图。
图6为图3中b部放大图。
图7为第一锥齿轮内安装锁定齿的结构图。
具体实施方式
以下结合附图1-7对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
实施例1，一种电路数值模拟实验装置，包括实验桌1和置于实验桌1上方的实验台面板2，所述实验桌1上端中间位置固定有支撑柱3，所述支撑住3上转动连接有水平放置的旋转台4，所述旋转台4上端安装有两个竖向的支撑杆5，两所述支撑杆5分别朝着相向的方向伸出有水平的横杆6，即两个横杆6横向相对着伸出，所述试验台面板2两端分别转动安装在两个横杆6上，所述横杆6下方的试验台面板2侧壁上转动连接有横向的套杆7，所述套杆7连接有与其垂直设置的操作杆8，操作杆8的自由端转动连接有操作旋钮9，所述支撑柱5上端套固有置于旋转台4上方的定位齿轮10，所述旋转台4上固定有第一固定座11，所述第一固定座11内朝着定位齿轮10轴向滑动连接有第一滑杆12，该第一滑杆12只能轴向移动而不能转动，具体可以在第一固定座11内设置一个通孔，将第一滑杆12滑动配合在通孔内，在通孔内圆面上设置轴向延伸的滑槽，在滑槽内滑动配合滑板，滑板固定在第一滑杆上即可，滑板限制了第一滑杆12的转动，所述第一滑杆12面朝定位齿轮10的一端固定有和定位齿轮10配合的定位片13，该定位片13可以卡入到定位齿轮10的齿间距之间，当定位片13卡入到定位齿轮10的齿间距之间时，起到了阻止定位齿轮10转动的作用，第一滑杆12和第一固定座11之间连接有将定位片13压在定位齿轮10上的弹簧14，此处可以在第一滑杆12面朝定位齿轮10的方向上套固一个挡板，弹簧14连接在挡板和第一固定座11之间，套在第一滑杆12上，此时的弹簧14为压簧，将定位片13压入到定位齿轮10的齿间距之间，所述第一滑杆12经过传动装置连接在操作旋钮9上，使得操作旋钮9可以控制定位片13脱离定位齿轮10，所述套杆7上套装有第一锥齿轮15，此时第一锥齿轮15固定在套杆7上，所述第一锥齿轮15上方啮合有第二锥齿轮16，所述第二锥齿轮16上固定有竖向的第一螺杆17，所述第一螺杆17转动连接在试验台面板2上，所述第一螺杆17上旋拧有竖向滑动连接在试验台面板2上的第一螺母18，所述第一螺母18连接有竖向滑动连接在试验台面板2上的第一齿条19，所述横杆6上间隔套有固定在试验台面板2上的第一齿轮20，所述第一齿轮20啮合有第二齿轮21，所述第二齿轮21啮合在第一齿条19上。第二齿轮21转动连接在试验台面板2上，本发明在使用时，当需要水平旋转试验台面板2时，此时转动操作旋钮9，操作旋钮9经过传动装置驱动第一滑杆12朝着背向定位齿轮10的方向移动，第一滑杆12带着定位片13脱离定位齿轮10，使得旋转台4可以在支撑柱3上转动，旋转台4则带动试验台面板2旋转，当旋转到需要的角度后，反向旋拧操作旋钮9，使得定位片13重新插入到定位齿轮10的齿间距之间，此时达到定位试验台面板2的作用。当需要上下翻转实验台面板2时，用手摇动操作杆8，操作杆8带着套杆7转动，套杆7带动第一锥齿轮15转动，第一锥齿轮15经过第二锥齿轮16带动第一螺杆17转动，由于第一螺母18被限位只能上下移动，因此第一螺杆17带动与其配合的第一螺母18上下移动，第一螺母18带动第一齿条19上下移动，第一齿条19上下移动带动第二齿轮21转动，第二齿轮21带动与其啮合的第一齿轮20转动，由于第一齿轮20是固定在试验台面板2上的，因此第一齿轮20的转动带动试验台面板2的上下翻转。操作杆8起到了杠杆的作用，使得调节试验台面板2的上下翻转更加省力。本发明中试验台面板2的上下翻转和水平旋转均可以通过操作杆8实现，使得功能集约化，教师只需要控制操作杆部即可，方便实用。由于试验台面板2上下翻转时，容易由于重力作用而急速翻转，翻转角度不易控制，尤其是当教师操作失误时，比如手滑等原因，更加容易导致试验台面板2的急速翻转。而本发明中在调节试验台面板2时具有实时定位自锁作用，通过中间环节螺杆和螺母的配合，使得试验台面板可以实时定位在人们需要的位置上，且自我保持在当下位置，不会突然翻转，定位安全精确。
实施例2，在实施例1的基础上，所述传动装置包括连接在第一滑杆12背向定位齿轮10的一端的第一拉绳22，所述支撑杆5到横杆6之间设有第一空腔23，所述第一空腔23在横杆6背向支撑杆5的端部开放，第一空腔23在横杆6的左端开放，第一空腔23布置在支撑杆5和横杆6内，且在支撑杆5和横杆6内是连通的，所述套杆7到操作杆8之间设有第二空腔24，所述第二空腔24在套杆7背向操作杆8的一端开放且在操作杆8背向套杆7的一端开放，第二空腔24在套杆7的左端和操作杆8的下端是开放的，第二空腔24布置在套杆7和操作杆8内，且在套杆7和操作杆8之间是连通的，所述支撑杆5内设有多个第一滑轮25，多个第一滑轮25是转动连接在支撑杆5的第一空腔23内，第一滑轮25的作用主要是给拉绳一导向，保持拉绳处于张紧状态，所述支撑杆5上设有连通第一空腔23的通过孔26，所述实验台面板2内右侧设有安装腔室27，所述横杆6左侧的第一空腔23内横向滑动连接有连接杆28，此处可以是在第一空腔23上下部开有对称的滑槽，在连接杆28上下端分别设有滑动连接在滑槽内的滑板，滑板与滑槽的配合，使得该连接杆28只能轴向移动而不能自转，通过孔26处于第一滑杆12右方，所述第一拉绳22穿过通过孔26经多个第一滑轮25连接在连接杆28右端，多个第一滑轮25一方面给拉绳一导向，另一方面使得拉绳保持张紧的状态，所述安装腔室27内固定有支撑块29，所述连接杆28的左端转动连接有轴向滑动连接在支撑块29上的转动头30，该转动头30在支撑块29上只能轴向移动而不能转动，该转动头30与连接杆28之间是转动连接的，使得当试验台面板2上下旋转时，可以经支撑块29带动转动头30同步翻转，此时转动头30相对于连接杆28旋转，设置转动头30和连接杆28，可以防止当试验台面板2翻转时拉绳自身扭转而影响拉绳力的传递，所述操作杆8内的第二空腔24内转动连接有下端固定在操作旋钮9上的第一转轴31，在操作杆8内的第二空腔24内安装多个固定在操作杆8上的轴承，第一转轴31依次穿过此处的多个轴承，第一转轴31固定在轴承内，所述套杆7内的第二空腔24内转动连接有横向的第二转轴32，在套杆7内的第二空腔24内同样固定有轴承，将第二转轴32固定在轴承内，所述第一转轴31上套固有第三锥齿轮33，所述第二转轴32上套固有与第三锥齿轮33啮合的第四锥齿轮34，所述第二转轴32上同轴连接有第二螺杆35，所述第二螺杆35上旋拧有横向滑动连接在套杆7上的传动筒36，传动筒36内设有与第二螺杆35外螺纹配合的内螺纹，该传动筒36只能轴向移动而不能自转，具体结构为在传动筒36的上下方的套杆7内侧上设置两个关于传动筒36对称的两个轴向的滑槽，在传动筒36上固定两个分别与两个滑槽滑动连接的滑板即可，所述传动筒36的左端固定有置于安装腔室27内的斜块37，该斜块37的斜面朝上，斜块37上方设有支撑板38，所述支撑板38内竖向滑动连接有第二滑杆39，所述第二滑杆39下端转接有滚轮架40，所述滚轮架40上转动连接有与斜块37斜面配合的滚轮41，所述滚轮架40和支撑板38之间连接有套在第二滑杆39上的将滚轮41压在斜块37的斜面上的第一压簧42，支撑板38固定在试验台面板2上，第一压簧42将滚轮41压在斜面上，滚轮41可以沿着斜面转动，当斜块37向左移动时，滚轮41在斜面上移动，驱动第二齿条向上移动，第二齿条经第三齿轮带动卷轮收卷第二拉绳，当斜块向右移动时，由于设有第一压簧，在第一压簧压力的作用下，滚轮始终压在斜块上，此时第二齿条下降，经第三齿轮带动卷轮释放第二拉绳，所述第二滑杆39上端连接有竖向的第二齿条43，所述第二齿条43啮合有第三齿轮44，所述第三齿轮44同轴连接有卷轮45，所述支撑块29上设有第二滑轮46，所述转动头30上固定有第二拉绳47的一端，所述第二拉绳47的另一端经过第二滑轮46固定在卷轮45上。
实施例3，在实施例2的基础上，所述斜块37斜面的两端分别设有限位挡板48。设置限位挡板48可以限制滚轮41在斜面上的运动范围。设置限位挡板48可以限制滚轮41在斜面上的极限位置。
实施例4，在实施例1或2的基础上，所述套杆7到操作杆8之间设有第二空腔24，所述第二空腔24在套杆7背向操作杆8的一端开放且在操作杆8背向套杆7的一端开放，所述第一锥齿轮15间隔套在套杆7上，所述第一锥齿轮15内圆面上轴向间隔开有两个环形滑槽49，所述套杆7轴向间隔固定有两组扇形滑片50，每组扇形滑片50有两个关于套杆7对称的扇形滑片50，所述扇形滑片50滑动配合在与其对应的环形滑槽49内，将扇形滑片50滑动配合在与其对应的环形滑槽49内，保证了第一锥齿轮15与套杆7的间隔设置且两者之间可以相互滑动，两所述环形滑槽49之间的第一锥齿轮15内圆面上间隔均布有多个锁定齿51，锁定齿51布置在两个环形滑槽49之间的第一锥齿轮15内孔的内圆面上，锁定齿51可以是矩形的，也可以是圆柱形的，所述套杆7下端固定有第二固定座52，所述第二固定座52内横向滑动连接有第三滑杆53，所述第三滑杆53的朝向第一锥齿轮15的端部上固定有伸入到锁定齿51之间的锁定杆54，锁定杆54与锁定齿51的齿间距配合，可以伸入到锁定齿51的齿间距内，当锁定杆54伸入到锁定齿51的齿间距内时，可以使得套杆7带动第一锥齿轮15转动，否则，当锁定杆54不伸入到锁定齿51的齿间距之间时，当套杆7转动时，扇形滑片50在环形滑槽49内滑动，而第一锥齿轮15不转动，此时转动套杆7时试验台面板2不上下翻转，所述第三滑杆53背向第二固定座52的方向上套固有挡片55，所述挡片55和第二固定座52之间连接有套在第三滑杆53上的第二压簧56，第二压簧56可以将锁定杆54压入到锁定齿51的齿间距之间，所述第三滑杆53背向第一齿轮15的端部上固定有第三拉绳57，所述第三滑杆53右端的操作杆8上开有连通到第二空腔24的第一通孔58，所述操作旋钮9上方的操作杆8上开有连通到第二空腔24的第二通孔59，所述操作杆8上固定有覆盖在第二通孔59上的第一套筒60，所述第一套筒60内轴向滑动连接有第一活塞杆61，所述第一活塞杆61的背向操作杆8的端部置于第一套筒60外部且固定有拉环62，所述操作杆8内的第二空腔24内设有多个第三滑轮63，所述第三拉绳57经第一通孔58、多个第三滑轮63和第二通孔59连接在第一活塞杆61上。
实施例5，在实施例1的基础上，所述第一固定座11右侧的旋转台4上固定有第三固定座64，所述第三固定座64上固定有第二套筒65，所述第一拉绳22穿过第二套筒65。第二套筒65第一拉绳22起到了保护作用，防止操作杆8碰触到拉绳而影响拉绳的作用。
实施例6，在实施例4的基础上，所述第一套筒60内圆面上设有轴向的两端封闭的滑动槽66，所述滑动槽66内滑动连接有滑动块67，所述滑动块67固定在第一活塞杆61上。这样就使得第一活塞杆61的轴向移动具有限位。
本发明使用时，当需要对试验台面板2进行上下翻转时，上下摇动操作杆8使得试验台面板2进行上下翻转，当操作杆8上升或下降到一定程度，不易于再进行摇动而试验台面板需要继续向上或向下翻转时，可以拉动拉环62，拉环62拉动第一活塞杆61，第一活塞杆61经过第三拉绳57拉动第三滑杆53在第二固定座52内轴向滑动，继而克服第二压簧56的压力，将锁定杆53从锁定齿51的齿间距中脱离出来，然后可以将操作杆8返回旋转，此时操作杆8是空转，返回旋转到一定程度之后，再松开拉环62，锁定杆53伸入到锁定齿51的齿间距中，此时操作杆8继续操作控制试验台面板的翻转，可以通过反复的空转和负载旋转操作杆8，将试验台面板上下翻转到合适的位置，当需要对试验台面板2进行左右旋转调整角度时，旋转操作旋钮9，操作旋钮9的旋转使得与其固定连接的第一转轴31转动，第一转轴31经过第三锥齿轮33和第四锥齿轮34带动第二转轴32旋转，第二转轴32带动第二螺杆35旋转，第二螺杆35与传动筒36之间螺纹连接，因此当第二螺杆35旋转时，带动传动筒36向前移动，传动筒36向前移动带动斜块37朝前移动，斜块37向前移动，使得滚轮41在斜块37上转动，带动第二滑杆39克服第一压簧42的压力向上移动，继而带动第二齿条43向上移动，第二齿条43带动第三齿轮44转动，第三齿轮44转动带动卷轮45收卷第二拉绳47，第二拉绳47经过转动头30、连接杆28连接到第一拉绳22上，第一拉绳22连接第一滑杆12，第一滑杆12克服弹簧14的弹力将定位片13从定位齿轮10的齿间距中拉出，此时旋转台4可以相对于支撑柱3旋转，带动试验台面板2进行左右旋转，当旋转完成后，再反向旋转操作旋钮9，此时定位片13重新插入到定位齿轮10的齿间距中，锁定定位齿轮10，防止试验台面板2进一步的旋转。
如果需要调节试验台面板的高低，则只需要在试验桌下部加上升降装置即可。
本发明将横向旋转和上下翻转的功能集中在一根操作杆上，使得教师在调节试验台面板时操作方便，且上下翻转试验台面板时，该试验台面板可以实时定位和自锁，不会发生失力突然间翻转的现象，保证了试验的安全进行。