一种物理实验用打点计时器的制作方法

本发明涉及物理实验技术领域，具体为一种物理实验用打点计时器。

背景技术：

打点计时器是一种测量短暂时间的工具。如果运动物体带动的纸带通过打点计时器，在纸带上打下的点就记录了物体运动的时间，纸带上的点也相应的表示出了运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的各点间的间隔，就可分析物体的运动频率。

现有申请号cn201710456400.7的发明公开了一种数字化打点计时器。

该发明虽然解决了一些问题，但是在使用时依然存在以下等问题需要解决：

1、该发明采用较多的数字化设备，因此容易出现由于部分数字化设备老化而导致的测量精准度下降(就传输速率而言，数字化设备需要将信号在数字信号和模拟信号之间进行转换，因此使用较多的数字化设备会相对降低信号传输的速率，从而降低测量精准度)，给使用者的使用带来不便；

2、该发明容易出现由于测量速度较快而导致的金属针拉伸纸条，从而使得孔间距离难以测量，降低测量精准度的同时增加了测量的难度。

于是，本申请人秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种物理实验用打点计时器，以期达到更具有更加实用价值性的目的。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种物理实验用打点计时器，解决了在现有技术中，采用较多的数字化设备，因此容易出现由于部分数字化设备老化而导致的测量精准度下降(就传输速率而言，数字化设备需要将信号在数字信号和模拟信号之间进行转换，因此使用较多的数字化设备会相对降低信号传输的速率，从而降低测量精准度)，同时容易出现由于测量速度较快而导致的金属针拉伸纸条，从而使得孔间距离难以测量的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种物理实验用打点计时器，包括底座，所述底座的正表面分别设置有驱动机构、纸条轨道、总开关和控制机构，所述驱动机构的正表面分别设置有第一指示灯和第二指示灯。

所述驱动机构包括驱动外壳，所述驱动外壳的底部与底座固定连接，所述驱动外壳右侧的顶部设置有顶板，所述顶板上镶嵌有线圈块，所述驱动外壳的内腔通过弹簧合页活动连接有金属杆，所述金属杆的右端通过弹簧合页活动连接有活动板，所述金属杆顶部的左侧通过复位弹簧与驱动外壳内腔的顶部固定连接，所述活动板的底部固定连接有缓冲机构，所述缓冲机构的底部固定连接有金属针，所述金属针与纸条轨道配合设置，所述金属杆上镶嵌有永磁体。

所述缓冲机构包括缓冲框架，所述缓冲框架内设置有橡胶套管，所述橡胶套管套设于金属针的表面，所述橡胶套管的表面套设有导电环，所述缓冲框架上且位于导电环的顶部和底部均设置有导电板，所述导电环的两侧均固定连接有导向块，所述导向块上贯穿设置有导向杆，所述导向杆的两端均与缓冲框架的内壁固定连接，所述导向块通过导向弹簧与缓冲框架的内壁固定连接且导向弹簧环绕设置于导向杆的表面。

所述纸条轨道包括轨道本体，所述轨道本体镶嵌于底座上，所述轨道本体的内腔设置有位移板，所述位移板的两侧均贯穿设置有位移杆，所述位移杆的两端均与轨道本体的内壁固定连接，所述位移板的底部通过位移弹簧与轨道本体内腔的底部固定连接，且位移弹簧环绕设置于位移杆的表面，所述位移板的顶部通过绝缘杆固定连接有导电块，所述导电块设置于金属针的正下方。

所述总开关、控制机构、线圈块和第一指示灯依次串联于总电路中，所述控制机构的负极接口分别与导电环和金属针电性连接，所述导电板和第二指示灯均串联于导电环的电路中，所述导电块串联于金属针的电路中。

优选的，所述线圈块通电后产生的磁场方向与永磁体的磁场方向相反。

优选的，所述顶板的底部设置有于金属杆配合设置的防护橡胶。

优选的，所述橡胶套管上开设有缓冲槽。

优选的，所述导向块的一侧通过转轴活动连接有导向轮，且导向轮与缓冲框架的内壁接触。

优选的，所述轨道本体顶部的两侧均镶嵌有滚珠。

优选的，所述位移板的两侧均通过转轴活动连接有位移轮，且位移轮与轨道本体的内壁接触。

(三)有益效果

本发明提供了一种物理实验用打点计时器。具备以下有益效果：

(1)、该物理实验用打点计时器，通过驱动机构和纸条轨道的改良，极大的减少了数字化设备的使用，因此避免了由于部分数字化设备老化而导致的测量精准度下降(就传输速率而言，数字化设备需要将信号在数字信号和模拟信号之间进行转换，因此使用较多的数字化设备会相对降低信号传输的速率，从而降低测量精准度)，方便了使用者的使用。

(2)、该物理实验用打点计时器，通过缓冲机构的改良，给金属针提供了一个横向的缓冲空间，避免了由于测量速度较快而导致的金属针拉伸纸条，提高测量精准度的同时降低了测量的难度。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明驱动机构的结构示意图；

图3为本发明缓冲机构的结构示意图；

图4为本发明纸条轨道的结构示意图；

图5为本发明电路连接示意图。

图中：1、底座；2、驱动机构；201、顶板；202、驱动外壳；203、复位弹簧；204、金属杆；205、永磁体；206、金属针；207、线圈块；208、防护橡胶；209、活动板；210、缓冲机构；2101、导电板；2102、导电环；2103、导向块；2104、橡胶套管；2105、导向杆；2106、缓冲框架；2107、缓冲槽；2108、导向轮；2109、导向弹簧；3、纸条轨道；31、导电块；32、轨道本体；33、滚珠；34、位移板；35、位移弹簧；36、绝缘杆；37、位移轮；38、位移杆；4、总开关；5、控制机构；6、第一指示灯；7、第二指示灯。

具体实施方式

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。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种物理实验用打点计时器，包括底座1，底座1的正表面分别设置有驱动机构2、纸条轨道3、总开关4和控制机构5，驱动机构2的正表面分别设置有第一指示灯6和第二指示灯7。

驱动机构2包括驱动外壳202，驱动外壳202的底部与底座1固定连接，驱动外壳202右侧的顶部设置有顶板201，顶板201的底部设置有于金属杆204配合设置的防护橡胶208，防护橡胶208用于对金属杆204进行保护操作，顶板201上镶嵌有线圈块207，线圈块207通电后产生的磁场方向与永磁体205的磁场方向相反，驱动外壳202的内腔通过弹簧合页活动连接有金属杆204，金属杆204的右端通过弹簧合页活动连接有活动板209，金属杆204顶部的左侧通过复位弹簧203与驱动外壳202内腔的顶部固定连接，活动板209的底部固定连接有缓冲机构210，缓冲机构210的底部固定连接有金属针206，金属针206与纸条轨道3配合设置，金属杆204上镶嵌有永磁体205。

缓冲机构210包括缓冲框架2106，缓冲框架2106内设置有橡胶套管2104，橡胶套管2104上开设有缓冲槽2107，缓冲槽2107用于当金属针206横向移动时，给橡胶套管2104提供一个缓冲空间，橡胶套管2104套设于金属针206的表面，橡胶套管2104的表面套设有导电环2102，缓冲框架2106上且位于导电环2102的顶部和底部均设置有导电板2101，导电环2102的两侧均固定连接有导向块2103，导向块2103的一侧通过转轴活动连接有导向轮2108，且导向轮2108与缓冲框架2106的内壁接触，导向轮2108用于限制导电环2102的移动范围，导向块2103上贯穿设置有导向杆2105，导向杆2105的两端均与缓冲框架2106的内壁固定连接，导向块2103通过导向弹簧2109与缓冲框架2106的内壁固定连接且导向弹簧2109环绕设置于导向杆2105的表面。

纸条轨道3包括轨道本体32，轨道本体32顶部的两侧均镶嵌有滚珠33，滚珠33用于方便纸条的移动，轨道本体32镶嵌于底座1上，轨道本体32的内腔设置有位移板34，位移板34的两侧均通过转轴活动连接有位移轮37，且位移轮37与轨道本体32的内壁接触，位移轮37用于限制位移板34的移动范围，位移板34的两侧均贯穿设置有位移杆38，位移杆38的两端均与轨道本体32的内壁固定连接，位移板34的底部通过位移弹簧35与轨道本体32内腔的底部固定连接，且位移弹簧35环绕设置于位移杆38的表面，位移板34的顶部通过绝缘杆36固定连接有导电块31，导电块31设置于金属针206的正下方。

总开关4、控制机构5、线圈块207和第一指示灯6依次串联于总电路中，控制机构5的负极接口分别与导电环2102和金属针206电性连接，导电板2101和第二指示灯7均串联于导电环2102的电路中，导电块31串联于金属针206的电路中。

使用时，将纸条的一端与测量物相对固定，并将纸条放置于纸条轨道3上，打开总开关4使得装置的电路连通，通过控制机构5控制线圈块207间断供电(默认的供电频率为1hz)，当线圈块207通电时，线圈块207产生磁场同时在永磁体205的作用下使得金属针206向下移动，从而使得金属针206在纸条上留下穿孔，当金属针206穿过纸条并与导电块31接触后，线圈块207的电路短路，从而使得线圈块207的磁场消失，同时在复位弹簧203的作用下使得金属针206复位(由于采取了接触后自动断电的方式，因此相对于传统的控制机构5控制断电的方式而言增加了反应速度，从而增加了测量精准度)，以此循环进行测量操作，且每当金属针206下降时，第一指示灯6会亮起，以此提示使用者当前金属针206的移动状态。

当测量速率较快从而使得纸条给金属针206带来横向作用力时(即出现由于测量速度较快而导致的金属针206拉伸纸条时)，橡胶套管2104会相对于缓冲框架2106移动，从而使得金属针206移动，以此给金属针206一个横向的缓冲空间，避免纸条孔的拉绳，当缓冲程度大于设定值时(即所测量的速度超过测量最大值时)，在纸条的作用力下使得导电环2102和导电板2101接触，此时线圈块207短路，线圈块207的磁场消失，使得金属针206向上移动从而与纸条分离，并使得第二指示灯7亮起(在导电环2102复位后，第二指示灯7熄灭)，以此提示使用者所测量的速度相对较大，使用者可以通过控制机构5改变供电频率的方式增加测量最大值，从而进行测量操作(供电频率越大，测量最大值越大，测量精准度越低)。

综上所述，该物理实验用打点计时器，通过驱动机构2和纸条轨道3的改良，极大的减少了数字化设备的使用，因此避免了由于部分数字化设备老化而导致的测量精准度下降(就传输速率而言，数字化设备需要将信号在数字信号和模拟信号之间进行转换，因此使用较多的数字化设备会相对降低信号传输的速率，从而降低测量精准度)，方便了使用者的使用。

同时，通过缓冲机构210的改良，给金属针206提供了一个横向的缓冲空间，避免了由于测量速度较快而导致的金属针206拉伸纸条，提高测量精准度的同时降低了测量的难度。

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。

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。