本发明涉及物理教学用具技术领域，特别涉及一种人力发电与空气放电的教学设备。
背景技术：
在物理教学时，为了让学生们更好的认识与理解人力发电与空气中放电的物理知识，需要一种教学设备让学生们参与进来，激发学生们的学习兴趣，更好更快的看懂、听懂与掌握人力发电与空气中放电的物理知识，以增加学生们对物理知识的学习兴趣，提高物理教学质量。
技术实现要素：
本发明的实施例旨在提供一种人力发电与空气放电的教学设备，以解决上述技术背景提出的问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以实现：
一种人力发电与空气放电的教学设备，其特征在于，包括：台体部、发电部、控电箱部、手推轮部及放电部；
所述台体部包括支撑架、钣金外罩、台体门及台体盖；所述支撑架是圆柱形的框架体，所述框架体的底面设置有膨胀螺钉通孔，采用膨胀螺钉将所述支撑架安装固定于地面上，从而将所述台体部固定到了地面上；所述钣金外罩围绕安装于所述框架体的周围，并且设置有门孔，用来安装所述台体门；所述台体盖采用螺钉安装于所述支撑架的顶面；所述支承架的内部还设置有发电机部安装板与控电箱部安装板；
所述发电部包括发电机、小齿轮及垫板；所述小齿轮安装于所述发电机的旋转轴上；所述垫板为所述发电机与所述发电机部安装板的中间过渡板，采用螺栓将所述发电机、垫板安装固定于所述发电机部安装板上；
所述控电箱部内部安装有变压器，采用螺栓将所述控电箱部安装固定于所述控电箱部安装板上；
所述手推轮部包括旋转台下罩、旋转轮、手推杆、滚动轴承、大齿轮、旋转台上罩及支架；所述旋转台下罩为圆柱形罩体，周边设置有圆周薄壁凸台，底面设置有多个较大的减重孔与螺纹孔，中心处设置有圆台凸起，所述圆台凸起设置有电线通过孔与螺钉通过孔；所述旋转轮是一圆柱形多台阶式框架体，设置有多个较大的减重孔，外圆柱壁上设置有多个螺纹孔，中心处设置有滚动轴承安装孔、支架穿过孔与定位销孔；所述手推杆是圆柱棒体，所述圆柱棒体的一端设置有外螺纹，所述手推杆通过所述外螺纹旋进所述旋转轮的外圆柱壁上的螺纹孔，将所述手推杆安装固定于所述旋转轮上；所述滚动轴承是标准件，可以根据所需尺寸选择所述轴承的型号，安装固定于所述滚动承安装孔内；所述大齿轮设置有定位销孔与中心圆孔，采用定位销穿过所述大齿轮的所述定位销孔与所述旋转轮的所述定位销孔，从而将所述大齿轮安装固定于所述旋转轮的下端面，所述滚动轴承穿过所述中心圆孔；所述旋转台上罩是抽壳式的圆柱形盒体，盒体底面设置有电线通过孔，还设置有多个螺纹孔与螺钉通过孔；所述支架是台阶式的圆柱体，设置有小圆柱体、大圆柱体与电线通过孔，所述小圆柱体的端面设置有多个螺纹孔，所述大圆柱体的端面设置有多个减重孔与螺钉通过孔；
所述放电部包括羊角电极座、羊角电极及罩子；所述羊角电极座是绝缘的、透明的有机玻璃架体，包括下座面、支板与上座面，所述下座面设置有电线通过孔与多个螺钉通过孔，所述上座面设置有两个长条形的羊角电极安装孔；所述羊角电极是两个对称的、倾斜的、类似于羊角形状的不锈钢棒，且一端设置有外螺纹；所述罩子是透明有机玻璃材料做成的抽壳式薄壁圆柱形盒体，底面设置有多个通孔，口部端面设置有多个圆周均匀布置的螺纹孔。
上述的一种人力发电与空气放电的教学设备，所述支撑架是由不锈钢棒焊接而成，顶面有多个圆周均匀布置的螺纹孔。
上述的一种人力发电与空气放电的教学设备，所述台体盖是与所述支撑架的顶面相配合安装的钣金圆盖，所述台体盖圆周均匀设置有多个螺钉通过孔，所述台体盖还设置有发电机旋轴通过孔、电线通过孔及多个安装所述旋转台下罩时所需要的螺钉通过孔。
上述的一种人力发电与空气放电的教学设备，所述滚动轴承安装孔与所述滚动轴承的外径是过盈配合。
上述的一种人力发电与空气放电的教学设备，所述支架的所述小圆柱体外径与所述滚动轴承的内径是过盈配合。
上述的一种人力发电与空气放电的教学设备，所述小齿轮与所述大齿轮配合旋转运动。
上述的一种人力发电与空气放电的教学设备，采用螺钉将所述羊角电极座安装固定于所述旋转台上罩的上端面；采用螺母与弹簧垫圈将一对所述羊角电极安装固定于所述羊角电极座的所述羊角电极安装孔内，且安装后是对称的、倾斜的，由下至上相对距离越来越大；采用螺钉将所述罩子安装固定于所述旋转台上罩，从而所述放电部安装固定到了所述手推轮部上。
上述的一种人力发电与空气放电的教学设备，将所述旋转台上罩底面的螺纹孔与所述支架的大圆柱端面上的螺纹通过孔对齐，将螺钉旋入并旋紧后达到了固定安装；所述旋转轮、滚动轴承、大齿轮与支架配合安装完后形成装配体，安装于所述旋转台下罩上，在所述旋转台下罩的所述圆台凸起上的螺钉通过孔与所述支架上的所述小圆柱体端面上的螺纹孔对齐后，将螺钉旋入并旋紧后达到了固定安装；采用螺钉穿过所述支撑架顶面的螺钉通过孔与所述台体盖上的螺钉通过孔后旋拧入所述旋转台下罩的螺纹孔内，旋紧后达到了固定安装；所述手推杆安装于所述旋转轮外圆柱壁上的螺纹孔内；从而所述手推轮部安装完成并且固定到了所述台体部上。
上述的一种人力发电与空气放电的教学设备，所述发电机发出的电流通过电线引入所述控电箱部，经过所述控电箱部内的变压器升压后通过电线引入到羊角电极上。
如上所述本发明有如下优点，四名学生合力推动所述手推轮，带动所述发电机发出电流，经过所述控电箱部中的变压器升高电压后传递到所述羊角电极座上，产生电弧，让学生们在参与活动中提高了学习兴趣与积极性，从活动中学习到了人力发电与空气放电的物理知识，从而也提高了物理教学质量。
附图说明
通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：
图1为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的外观示意图；
图2为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的外观示意图(除去钣金外罩、台体门、台体盖与罩子)；
图3为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的爆炸图；
图4为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的中心剖视图；
图5为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的支撑架的示意图；
图6为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的台体盖的示意图；
图7为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的手推轮部的示意图；
图8为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的手推轮部的下视图；
图9为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的手推轮部的a-a向剖视图；
图10为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的旋转台下罩的示意图；
图11为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的旋转台下罩中心剖视图；
图12为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的旋转轮的示意图；
图13为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的旋转轮中心剖视图；
图14为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的旋转台上罩的示意图；
图15为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的支架的示意图；
图16为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的支架的中心剖视图；
图17为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的大齿轮示意图；
图18为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的羊角电极座的示意图；
图19为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的羊角电极的示意图；
图20为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的罩子的示意图；
100台体部
110支撑架111底面112发电机部安装板113控电箱部安装板114顶面
115膨胀螺钉通过孔116螺纹孔117螺钉通过孔
120钣金外罩
130台体门
140台体盖141发电机旋转轴通过孔142螺钉通过孔143电线通过孔
144螺钉通过孔
200发电机部210发电机220小齿轮230垫板
300控电箱部
400手推轮部
410旋转台下罩411圆周薄壁凸起412圆台凸起413电线通过孔
414螺钉通过孔415螺纹孔416减重孔
420旋转轮421减重孔422滚动轴承安装孔423定位销孔424螺纹孔
425手推杆426支架穿过孔
430旋转台上罩431电线通过孔
440支架441减重孔442螺钉通过孔443螺纹孔444电线通过孔
445大圆柱体446小圆柱体
450滚动轴承
460大齿轮461定位销462中心圆孔463定位销孔
500放电部
510羊角电极座511上座面512下座面513支板514羊角电极安装孔
515螺钉通过孔516电线通过孔
520羊角电极521外螺纹
530罩子531散热通气孔532螺纹孔
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式，然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应该理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略他们的详细描述。
图1与图2为本发明一种人力发电与空气放电的教学设备的外观示意图，如图所示，本发明实施例包括：台体部100、发电机部200、控电箱部300、手推轮部400及放电部500。其中台体部所括支承架110、钣金外罩120、台体门130及台体盖140，支承架110是圆柱形框架体，由不锈钢棒焊接而成，设置有底面111与顶面114，底面111设置有膨胀螺钉通过孔115，顶面114设置有多个螺钉通过孔117与多个圆周均布置的螺纹孔116，支承架110的内部设置有发电机部安装板112与控电箱部安装板113；钣金外罩120围绕安装于支承架110的圆柱周围，且设置有门孔；台体门130安装于钣金外罩120的门孔上；采用螺钉将台体盖140安装固定于顶面114上，至此，所述台体部100就形成了，再采用膨胀螺钉穿过膨胀螺钉通过孔115将支承架110安装固定于地面上，从而台体部100被固定于地面上了。
发电部200包括发电机210、小齿轮220及垫板230，小齿轮220安装于发电机210的转动轴上，垫板230是发电机210与发电机部安装板112的中间过渡板，采用螺栓将发电机210与垫板230安装固定于发电机部安装板112上，从而将所述发电部200安装固定于所述台体部100内部(如图2、图4所示)。
控电箱部300内部安装有变压器，采用螺栓将控电箱部300安装固定于控电箱部安装板113上(如图2、图4所示)。
手推轮部400包括旋转台下罩410、旋转轮420、手推杆425、旋转台上罩430、支架440、滚动轴承450及大齿轮460(如图3、图7所示)；
旋转台下罩410是圆柱形罩体(如图10所示)，周边设置有圆周薄壁凸台411，底面设置有多个较大的减重孔416与螺纹孔415，中心处设置有圆台凸起412，圆台凸起412上设置有电线通过孔413与螺钉通过孔414；
旋转轮420是一圆形多台阶式框架体(如图12所示)，设置有多个较大的减重孔421，外圆柱壁上设置有多个螺纹孔424(本实施例设置有4个螺纹孔)，旋转轮420的中心处设置有滚动轴承安装孔422、支架穿过孔426与定位销孔423；
手推杆425是圆柱形棒体(如图9所示)，一端设置有外螺纹，手推杆425通过所述外螺纹旋进旋转轮420的外圆柱壁上的螺纹孔424，从而将手推杆425安装固定于旋转轮420上；
旋转台上罩430是抽壳式的圆柱形盒体，盒体底面设置有多个螺纹孔与螺钉通过孔，还设置有电线通过孔431(如图14所示)；
支架440是台阶式的圆柱体，设置有大圆柱体445与小圆柱体446，中心处设置有电线通过孔444，大圆柱体445设置有多个减重孔441与螺钉通过孔442，小圆柱体446设置有多个螺纹孔443(如图15、图16所示)；支架440是连接旋转台上罩430与旋转台下罩410的连接架体；
滚动螺承450是标准件，可以根据所需要尺寸选择轴承的型号，安装固定于滚动轴承安装孔422内(如图4所示)；
大齿轮460设置有中心圆孔462与定位销孔463，本实施例采用定位销461穿进大齿轮460上的定位销孔463与旋转轮420上的定位销孔423内，将大齿轮460安装固定于旋转轮420的下表面，与小齿轮220相配合转动，定位销461与定位销孔463和定位销孔423都是过盈配合(如图4、图17所示)。
放电部500包括羊角电极座510、羊角电极520及罩子530；羊角电极座510是绝缘的、透明的有机玻璃架体，设置有下座面512、支板513、上座面511、羊角电极安装孔514、螺钉通过孔515与电线穿过孔516(如图18所示)，支板513连接上座面511与下座面512形成所述羊角电极座510，羊角电极安装孔514是两个长条形状的通孔；羊角电极520是两个对称的、倾斜的、类似于羊角形状的不锈钢棒(如图19所示)，一端设置有外螺纹521，由下向上向外倾斜安装于羊角电极安装孔514上，采用螺母(附加上弹簧垫片)旋紧外螺纹521后将羊角电极固定于羊角电极安装孔514上(如图4所示)，由于羊角电极安装孔514是两个长条形状的通孔，所以可以灵活的调整两个羊角电极520的相对安装距离，以达到能使发电部200发出的电流在放电部500放电产生电弧的效果；罩子530是抽壳式的薄壁圆柱形盒体(如图20所示)，盒体底面设置有多个通孔531，通孔531是透气与散热的作用，将放电后产生的热量扩散到罩子530外面，盒体口部端面设置有多个圆周均匀布置的螺纹孔532，采用螺钉穿过旋转台上罩530的螺纹通过孔旋入螺纹孔532并旋紧，从而将罩子520安装固定于旋转台上罩530的上表面，罩子530是采用的透明有机玻璃材料，方便学生们观察放电产生的电弧，同时在放电产生电弧时对学生们有防护的作用。
支架440的小圆柱体446外径与滚动轴承450的内径采用过盈配合，滚动轴承450的外径与旋转轮420的滚动轴承安装孔422采用过盈配合，从而手推轮部400以固定不动的支架440为中心旋转运动(如图9所示)。
发电机210的旋转轴安装上小齿轮220后，穿过台体盖140的发电机旋转轴通过孔141与旋转台下罩410的减重孔416后，与安装在手推轮部400中的大齿轮460配合旋转运动，当人力推动手推杆425时，旋转轮420与大齿轮460为一体围绕支架440旋转运转动，大齿轮460带动小齿轮220旋转，根据齿轮传动比的原理，在大齿轮460旋转较慢时，小齿轮220能较快的旋转，从而带动发电机210发出电流(如图4所示)，本示例实施方式是由四名学生合力推动手推轮部400，使发电机210旋转产生电流，采用电线将电流传输至控电箱部300内，经过控电箱部300内的变压器升压，采用电线穿过台体盖140中的电线通过孔143、旋转台下罩410中的电线通过孔413、支架440中的电线通过孔444、旋转台上罩430中的电线通过孔431及羊角电极座510中的电线通过孔516，将升压后的电流传输到羊角电极520上，当电压足够大时，两个羊角电极520最近处的空气首先被击穿，形成大量的正负等离子体，即产生电弧放电，当施加在羊角电极520上的电压到达一定值时，此时在两羊角电极520两端出现稳定的电弧放电，空气对流加上电动驱使，使电弧上升，由于两个羊角电极520是相对倾斜式的安装，越向上两电极的距离越大，所以随着电弧上升的同时电弧被拉长，电弧通过的电阻力加大，当电流送给电弧的能量小于由弧道向周围空气散出的热量时，电弧就会自动熄灭；在高压下，两个羊角电极520间距最小处的空气还会再次被击穿，发生第二次电弧放电，如此周而复始，向学生们展示了空气中的放电，在两个相同的电极上施以高压时，即使在空气中也会有电流流通，此时就会发生空气中放电，以互动人力发电的形式，让学生们在参与活动中了解认识了高压电流在空气中放电产生电弧的现象。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。