一种多功能力学实验装置

1.本发明涉及小球斜面下落实验装置技术领域，具体为一种多功能力学实验装置。


背景技术：

2.物理是一门很强调理论结合实验的学科，虽然课本上的定律、概念很多，但是只有与实验相结合，理解和运用这些书面知识才能得心应手，我们在物理学习阶段，常会进行各种力学实验，如探究影响摩擦力大小的因素、探究二力平衡的调节、探究物体在斜面上的运动和探究影响动能大小的因素等实验，而在探究物体在斜面上的运动情况时，需要教师将物体放置在斜面较高的一侧，在无外力推动的情况下，释放物体，观察物体的运动情况。
3.然而，我们在实际使用时发现，传统的教学方式是教师携带一块斜板，在讲台上通过粉笔盒、黑板擦等将斜板一侧垫高，然后将携带的小球等物体放置在斜板较高一侧，即可进行实验，但是，这种方式所形成的斜面，其角度受限于物体的高度，而且所形成的斜面可能会出现斜板底部与讲台贴合效果较差，进而使得在释放物体时，可能在未到达斜板与讲台贴合一侧就脱离斜板的情况，影响实验的正常进行；进而一些教师和技术人员设计了一款能够调节斜板高度的结构，避免了斜板底部与讲台贴合效果，但是，在使用该装置进行实验时，其角度仅能进行几个固定位置的调节，使得调节范围较小；在放置多个物体时，手动放置物体，其下落时间存在差值，且高度无法保证精确统一，影响实验精度；另外，物体由斜面落下后，会直接在讲台上滑动，需要教师拿取物体后重新放置在斜面上，不便于循环实验，为此，我们提出一种多功能力学实验装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种多功能力学实验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多功能力学实验装置，包括实验箱和活动设置在实验箱上的斜板；实验箱内设置有转动件，实验箱内还设置有调节机构，实验箱上设置有多个用于选择控制的按钮，以区别于现有技术，使得利用转动件能够驱使斜板转动，进而使得实验装置能够进行不同角度下的斜面下落，调节机构能够驱使物体移位至斜板一侧等待下落，在操作人员按下按钮后，调节机构能够取消对于相应物体的限位，进而使得物体沿斜面下落，根据实验需求，可选择单个物体下落，或者多个物体同时下落进行对比实验，同一高度且同时下落极大地提高了实验的精度，利用复位机构能够将落下的物体再次送至斜板一侧等待下落。
6.优选的，所述转动件包括两个分别滑动设置在实验箱相邻两侧的滑动架，所述斜板两端分别转动设置在两个滑动架上，所述实验箱内设置有支撑座，所述支撑座上转动设置有螺杆一，所述实验箱内设置有第一电机，所述第一电机输出端与螺杆一相连接，所述滑动架底部设置有连接块，所述连接块螺纹连接在螺杆一上，所述连接块活动贯穿所述实验箱。
7.优选的，所述调节机构包括转动设置在实验箱内部的螺杆二，所述实验箱内设置有第二电机，所述第二电机输出端与螺杆二相连接，所述螺杆二上螺纹连接有升降座，所述升降座两侧分别滑动设置在实验箱侧壁上，所述升降座呈u形结构，所述升降座上设置有顶出组件，利用所述顶出组件能够对于落在升降座上的物体进行限位，避免在升降座移位时，物体由升降座上脱落；
8.所述升降座顶部靠近斜板一侧的高度低于远离斜板一侧的高度，进而使得在取消顶出组件对于物体的限位后，物体能够由升降座运动至斜板一侧等待下落；
9.所述斜板上设置有支撑架，所述支撑架上设置有多个分别与按钮相配合使用的限位件，利用所述限位件分别对物体进行限位，并在操作人员按下按钮后，取消相应物体的限位。
10.优选的，所述顶出组件包括滑动设置在升降座上的顶板，靠近所述螺杆二的滑动架上设置有固定板，所述固定板呈倾斜结构，在螺杆二驱使所述升降座向上移位时，所述固定板能够接触并下压顶板，进而使得物体能够由升降座下落；
11.所述升降座上设置有多个用于复位调节的复位件，利用所述复位件能够在升降座向下移位时，驱使顶板复位。
12.优选的，所述复位件包括滑动设置在升降座上的滑块，所述滑块上设置有复位弹簧，所述复位弹簧端部连接在升降座上，所述滑块和顶板之间转动设置有偏转杆。
13.优选的，所述限位件包括设置在支撑架上的电磁铁，所述电磁铁端部设置有t形杆，所述t形杆两端分别设置有齿条一，所述支撑架上转动设置有两个相配合使用的主轴，所述主轴底部均设置有限位板，所述主轴顶部均设置有与相邻的齿条一相配合使用的齿轮一，在所述电磁铁通电后，驱使所述t形杆带动齿条一移位，齿条一驱使两个齿轮一反向转动，进而使得两个所述限位板向两侧转动。
14.优选的，所述斜板上均匀设置有多个防止物体复位时干涉的第一导向板，所述固定板和升降座上也设置有多个防止物体复位时干涉的第二导向板，所述复位机构包括设置在位于边缘的导向板上的电动推杆，所述电动推杆端部设置有功能块，所述功能块上设置有移位件，利用所述移位件能够驱使实验结束后的物体移位，所述实验箱底部呈倾斜结构，且所述实验箱体该倾斜位置设置有多个用于保证物体移位的滚珠，所述实验箱底部内侧设置有多个防止物体复位时干涉的第三导向板；
15.所述功能块上还设置有敲击件，利用所述敲击件能够对斜板进行循环敲击，进而在实验结束后，保证物体能够复位；
16.靠近所述第一电机的滑动架上设置有检测件，利用所述检测件能够对物体下落时撞击力度和下落时间进行检测。
17.优选的，所述移位件包括多个分别设置在第一导向板上的定位座，所述定位座内滑动设置有移位杆，所述移位杆底部设置有拨板，所述移位杆和功能块之间转动设置有转动杆。
18.优选的，所述敲击件包括多个分别设置在斜板底部的支撑板，多个所述支撑板上转动设置有旋转轴，所述旋转轴上设置有t形敲击杆；
19.所述主轴靠近电动推杆一侧设置有齿轮二，所述功能块底部设置有与齿轮二相配合使用的齿条二，在电动推杆驱使齿条二往复移位时，齿轮二转动方向不断改变，进而使得
t形敲击杆不断的对斜板进行敲击。
20.优选的，所述检测件包括设置在靠近所述第一电机的滑动架上的定位架，所述定位架上设置有多个用于对物体下落时撞击力度和下落时间进行检测的检测仪。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1、本发明使得利用转动件能够驱使斜板转动，进而使得实验装置能够进行不同角度下的斜面下落。
23.2、本发明调节机构能够驱使物体移位至斜板一侧等待下落，在操作人员按下按钮后，调节机构能够取消对于相应物体的限位，进而使得物体沿斜面下落，根据实验需求，可选择单个物体下落，或者多个物体同时下落进行对比实验，同一高度且同时下落极大地提高了实验的精度。
24.3、本发明所述实验箱体内还设置有复位机构，利用复位机构能够将落下的物体再次送至斜板一侧等待下落，在一定程度上提高了实验过程的可循环性，同时，也给实验增加了一定的趣味性，使得学生想去观察实验，也想自己动手去操作。
附图说明
25.图1为本发明整体结构示意图；
26.图2为本发明图1另一方位结构示意图；
27.图3为本发明图1平面局剖结构示意图；
28.图4为本发明调节机构部分结构示意图；
29.图5为本发明图2局剖结构示意图；
30.图6为本发明限位件结构示意图；
31.图7为本发明复位机构结构示意图；
32.图8为本发明检测件结构示意图；
33.图9为本发明图1加设防尘罩后的结构示意图。
34.图中：1-实验箱；2-斜板；3-转动件；31-滑动架；32-支撑座；33-螺杆一；34-第一电机；35-连接块；4-调节机构；41-螺杆二；42-第二电机；43-升降座；44-支撑架；5-顶出组件；51-顶板；52-固定板；6-复位件；61-滑块；62-复位弹簧；63-偏转杆；7-限位件；71-电磁铁；72-t形杆；73-齿条一；74-主轴；75-限位板；76-齿轮一；8-复位机构；81-第一导向板；82-第二导向板；83-电动推杆；84-功能块；85-滚珠；86-第三导向板；9-移位件；91-定位座；92-移位杆；93-拨板；94-转动杆；10-敲击件；101-支撑板；102-旋转轴；103-t形敲击杆；104-齿轮二；105-齿条二；11-检测件；111-定位架；112-检测仪；12-按钮。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：
37.一种多功能力学实验装置，包括实验箱1和活动设置在实验箱1上的斜板2，实验箱
1和斜板2均为现有常见结构，在此不多做赘述，其中，本方案所用物体为质量不同的小球、圆柱体或者正方体等结构，实验箱1上还设置有防尘罩，在使用时将防尘罩取下即可。
38.实验箱1内设置有转动件3，利用转动件3能够驱使斜板2转动，进而使得实验装置能够进行不同角度下的斜面下落；
39.转动件3包括两个分别滑动设置在实验箱1相邻两侧的滑动架31，斜板2两端分别转动设置在两个滑动架31上，实验箱1内设置有支撑座32，支撑座32上转动设置有螺杆一33，实验箱1内设置有第一电机34，第一电机34输出端与螺杆一33相连接，滑动架31底部设置有连接块35，连接块35螺纹连接在螺杆一33上，连接块35活动贯穿实验箱1。
40.实验箱1内还设置有调节机构4，实验箱1上设置有多个用于选择控制的按钮12，调节机构4能够驱使物体移位至斜板2一侧等待下落，在操作人员按下按钮12后，调节机构4能够取消对于相应物体的限位，进而使得物体沿斜面下落；
41.调节机构4包括转动设置在实验箱1内部的螺杆二41，实验箱1内设置有第二电机42，第二电机42输出端与螺杆二41相连接，螺杆二41上螺纹连接有升降座43，升降座43两侧分别滑动设置在实验箱1侧壁上，升降座43呈u形结构，升降座43上设置有顶出组件5，利用顶出组件5能够对于落在升降座43上的物体进行限位，避免在升降座43移位时，物体由升降座43上脱落，实验箱1内设置有控制终端，图中未展示，第一电机34、第二电机42分别与控制终端电性连接，进而能够通过控制终端控制第一电机34、第二电机42工作；
42.顶出组件5包括滑动设置在升降座43上的顶板51，靠近螺杆二41的滑动架31上设置有固定板52，固定板52呈倾斜结构，在螺杆二41驱使升降座43向上移位时，固定板52能够接触并下压顶板51，进而使得物体能够由升降座43下落，固定板52和升降座43上也设置有与滚珠85相同的结构，图中未展示，以使得物体能够由固定板52上正常移位；
43.升降座43上设置有多个用于复位调节的复位件6，利用复位件6能够在升降座43向下移位时，驱使顶板51复位；
44.复位件6包括滑动设置在升降座43上的滑块61，滑块61上设置有复位弹簧62，复位弹簧62端部连接在升降座43上，滑块61和顶板51之间转动设置有偏转杆63；
45.升降座43顶部靠近斜板2一侧的高度低于远离斜板2一侧的高度，进而使得在取消顶出组件5对于物体的限位后，物体能够由升降座43运动至斜板2一侧等待下落；
46.斜板2上设置有支撑架44，支撑架44上设置有多个分别与按钮12相配合使用的限位件7，利用限位件7分别对物体进行限位，并在操作人员按下按钮12后，取消相应物体的限位；
47.限位件7包括设置在支撑架44上的电磁铁71，电磁铁71端部设置有t形杆72，t形杆72两端分别设置有齿条一73，支撑架44上转动设置有两个相配合使用的主轴74，主轴74底部均设置有限位板75，主轴74顶部均设置有与相邻的齿条一73相配合使用的齿轮一76，在电磁铁71通电后，驱使t形杆72带动齿条一73移位，齿条一73驱使两个齿轮一76反向转动，进而使得两个限位板75向两侧转动。
48.实验箱1体内还设置有复位机构8，利用复位机构8能够将落下的物体再次送至斜板2一侧等待下落；
49.斜板2上均匀设置有多个防止物体复位时干涉的第一导向板81，固定板52和升降座43上也设置有多个防止物体复位时干涉的第二导向板82，复位机构8包括设置在位于边
缘的导向板上的电动推杆83，电动推杆83端部设置有功能块84，功能块84上设置有移位件9，利用移位件9能够驱使实验结束后的物体移位，实验箱1底部呈倾斜结构，且实验箱1体该倾斜位置设置有多个用于保证物体移位的滚珠85，实验箱1底部内侧设置有多个防止物体复位时干涉的第三导向板86，斜板2上开设有多个用于物体下落的通孔，通孔分别设置在检测仪112两侧，以在拨板93驱使下，物体能够下落，实验箱1上也开设有用于物体下落的落物孔；
50.移位件9包括多个分别设置在第一导向板81上的定位座91，定位座91内滑动设置有移位杆92，移位杆92底部设置有拨板93，移位杆92和功能块84之间转动设置有转动杆94，其中，拨板93初始状态时，分别靠近第一导向板81的一侧，移位后，则靠近另一个第一导向板81，进而能够拨动物体；
51.功能块84上还设置有敲击件10，利用敲击件10能够对斜板2进行循环敲击，进而在实验结束后，保证物体能够复位；
52.敲击件10包括多个分别设置在斜板2底部的支撑板101，多个支撑板101上转动设置有旋转轴102，旋转轴102上设置有t形敲击杆103，t形敲击杆103两端设有橡胶层，进而在敲击时，橡胶层与斜板2相接触；
53.主轴74靠近电动推杆83一侧设置有齿轮二104，功能块84底部设置有与齿轮二104相配合使用的齿条二105，在电动推杆83驱使齿条二105往复移位时，齿轮二104转动方向不断改变，进而使得t形敲击杆103不断的对斜板2进行敲击；
54.靠近第一电机34的滑动架31上设置有检测件11，利用检测件11能够对物体下落时撞击力度和下落时间进行检测；
55.检测件11包括设置在靠近第一电机34的滑动架31上的定位架111，定位架111上设置有多个用于对物体下落时撞击力度和下落时间进行检测的检测仪112。
56.在使用时，所有物体初始状态均在升降座43内被顶板51所限位，根据实验所需角度，启动第一电机34带动螺杆一33转动，螺杆一33转动则会带动连接块35移位，进而调节斜板2的角度，至适宜位置后停止；
57.启动第二电机42驱使螺杆转动，因升降座43两侧滑动在实验箱1的侧壁，使得升降座43能够径向移位，在复位弹簧62作用下，会通过偏转杆63将顶板51顶起对放置其上的物体进行限位，在升降座43移位至指定高度过程中，顶板51在固定板52的作用下，向下移位，并通过偏转杆63挤压复位弹簧62，到达指定高度后，升降座43顶部与固定板52几乎对齐，进而使得物体能够由升降座43经固定板52至支撑架44下被限位板75所限位，当物体移出后，升降座43即复位，在复位弹簧62作用下，顶板51则直接顶出；
58.当操作人员选择某个或者多个物体时，按压相应的旋钮，即可控制相应的电磁铁71开始工作，电磁铁71驱使t形杆72和两侧的齿条一73向前移位，齿条一73分别带动与之相邻的齿轮一76转动，进而使得两个主轴74带动限位板75反向转动，使得物体沿下面下落，物体下落后会直接撞击相应的检测仪112，对对物体下落时撞击力度和下落时间进行检测并记录；
59.实验完毕后，启动电动推杆83带动功能块84移位，在功能块84移位时，端部的转动杆94会带动移位杆92移位，进而通过拨板93将物体推至通孔内经落物孔下落，直至重新落在升降座43内，其中，对于正方体等在斜板2倾角较小的时，可能静置不动的物体，在功能块
84移位时，会带动齿条二105往复移位，齿条二105则带动齿轮二104往复转动，进而使得t形敲击杆103不断的斜板2进行敲击，驱使物体下落，落在实验箱1内时，则由滚珠85帮助其移位，同时，过程中，通过第二导向板82和第三导向板86进行限位，避免出现错位而影响正常使用。
60.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
61.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。