一种用于实验教学的弹簧装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公布一种用于实验教学的弹簧装置，包括弹簧、测量弹簧形变的标尺、闸刀开关、电源、用于连接的导线和驱动单元，驱动单元控制闸刀开关的开合，优选的，该驱动单元为偏心轮组件，弹簧优选用弹簧钢，电源正极连接闸刀开关一端，闸刀开关对应电源的另一端连接至弹簧的一端，弹簧对应闸刀开关的另一端连接至电源负极，偏心轮组件的限位圈套设在闸刀上，用来控制开关的开关状态，电路在不断的导通和关断过程中，弹簧不断的上下振动，弹簧边设有标尺，我们可以很好的测量弹簧形变长度。本实用新型可以很好的让学生观察电生磁原理和测量弹簧性能。
【专利说明】一种用于实验教学的弹簧装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及物理力学实验领域，尤其是涉及一种于用于实验教学的弹簧装置。
【背景技术】
[0002]电生磁原理:如果一条直的金属导线通过电流，那么在导线周围的空间将产生圆形磁场。导线中流过的电流越大，产生的磁场越强。磁场成圆形，围绕导线周围。以往我们观察实验现象的方式都是通过在通电导线的边上放一枚指南针，实验现象不够明显，也不够直观，达不到理想的教学目的。
[0003]弹簧公式F=KX,其中K为弹性系数，X为拉伸位移，F是拉力值，现有物理力学实验中对弹簧的实验主要分为验证性和测试性两种方式:测试实验是对弹簧给定受力大小和拉伸位移，通过直线绘制计算得到弹簧系数K;验证方式是已知弹性系数K，观察拉伸位移X和受力变化F，是否满足F=KX公式。不管是验证性实验还是测试性实验，现有技术的使用实验方式都不够明显表现实现实验现象，观察和操作都不够方便。
实用新型内容
[0004]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种可以很好的、更加直观的让学生了解和观察实验现象，并记录实验数据，用以验证科学理论，计算未知量的用于实验教学的弹簧装置。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案，一种用于实验教学的弹簧装置，包括弹簧组件、电路组件和驱动单元，所述弹簧组件包括弹簧和测量弹簧形变的标尺，电路组件包括闸刀开关、电源和用于连接的导线，驱动单元控制闸刀开关的开合，电源、闸刀开关和弹簧通过导线依次电连接。
[0006]通过采用上述技术方案，一种用于实验教学的弹簧装置，包括弹簧组件、电路和驱动单元，弹簧组件包括弹簧和测量弹簧形变的标尺，电路包括闸刀开关、电源和用于连接的导线，驱动单元控制闸刀开关的开合，电源正极连接闸刀开关一端，闸刀开关对应电源的另一端连接至弹簧的一端，弹簧对应闸刀开关的另一端连接至电源负极，弹簧单匝间不接触或者绝缘，弹簧通电时相当于一个通电螺线管，每匝弹簧相当于环形电流，每匝弹簧中电流方向相同，两匝弹簧间形成异名磁场，磁感线方向相反，根据同向电流之间相互吸引可知，每匝弹簧都与相邻弹簧相互吸引，于是弹簧整体会收缩，标尺可以很好的记录弹簧因为受到磁力而产生形变的长度，当闸刀开关断开时，弹簧会因为自身弹力而伸长，在不断开闭合开关的过程中，弹簧会不断的上下振动。本实用新型用于实验教学，可以很好的、更加直观的让学生了解和观察实验现象，并记录实验数据，用以验证科学理论，计算未知量。
[0007]本实用新型进一步设置为，驱动单元为偏心轮组件，偏心轮组件包括驱动电机、偏心轮、限位圈、连接杆和用于限制连接杆位置的固定支架，偏心轮连接在驱动电机上，限位圈与连接杆固定连接，连接杆与偏心轮相互抵触，连接杆与偏心轮联动，限位圈与闸刀开关联动连接。
[0008]通过采用上述技术方案，驱动单元为偏心轮组件，偏心轮组件包括驱动电机、偏心轮、限位圈、连接杆和用于限制连接杆位置的固定支架，偏心轮连接在驱动电机上，限位圈与连接杆固定连接，连接杆与偏心轮相互抵触，连接杆与偏心轮联动，固定支架使连接杆只会沿连接杆方向上产生偏移，通过偏心轮旋转带动限位圈在垂直方向上下移动，限位圈通过连接杆与偏心轮从动运动，在偏心轮旋转过程中，由于偏心轮外表面距偏心轮中心位置长度的变化，使闸刀开关实现闭合和断开。实现闸刀开关的闭合，偏心轮设计简单，方便，也可以很好的控制电路。
[0009]本实用新型进一步设置为，偏心轮外表面具有磁性，连接杆由可以和磁性相配合的金属材质制成。
[0010]通过采用上述技术方案，偏心轮外表面具有磁性，并且连接杆由可以和磁性相配合的金属材质制成，这样可以使连接杆贴合在偏心轮的外表面上，在偏心轮转动时，通过从动驱动使限位圈产生位移。
[0011 ] 本实用新型进一步设置为，所述弹簧由导电金属材质制成。
[0012]通过采用上述技术方案，该弹簧连接于电路中，通过电生磁原理实现弹簧的伸缩，弹簧必须导电，弹簧由导电金属材质制成。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型用于实验教学的弹簧装置的示意图；
[0014]图2为本实用新型弹簧组件的示意图；
[0015]图3为本实用新型驱动单元的示意图。
[0016]附图标注:1、电源；2、闸刀开关；21、偏心轮；22、限位圈；23、固定支架；24、连接杆；3、导线；4、弹簧；5、标尺。
【具体实施方式】
[0017]下面参照图1至3对本实用新型进一步说明。
[0018]一种用于实验教学的弹簧装置，包括弹簧组件、电路和驱动单元，所述弹簧组件包括弹簧4和测量弹簧形变的标尺5，电路包括闸刀开关2、电源I和导线3，驱动单元控制闸刀开关2的开合，电源I正极连接闸刀开关2 —端，闸刀开关2对应电源I的另一端连接至弹簧4的一端，弹簧4对应闸刀开关2的另一端连接至电源I负极，弹簧4由导电金属材质制成。
[0019]安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线中的安培定则(安培定则一):用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向；通电螺线管中的安培定则(安培定则二):用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。根据安培发现的现象:两导线间导通方向相同电流时，两导线间的磁场相互作用而使两导线相互吸引，反之导线相互排斥。
[0020]弹簧4单匝间不接触或者绝缘，弹簧4通电时相当于一个通电螺线管，每匝弹簧4相当于环形电流，每匝弹簧4中电流方向相同，两匝弹簧4间形成异名磁场，磁感线方向相反，根据同向电流之间相互吸引可知，每匝弹簧4都与相邻弹簧4相互吸引，于是弹簧4整体会收缩，标尺5可以很好的记录弹簧4因为受到磁力而产生形变的长度，当闸刀开关2断开时，弹簧4会因为自身弹力而伸长，在不断开闭合开关的过程中，弹簧4会不断的上下振动。本实用新型用于实验教学，可以很好的、更加直观的让学生了解和观察实验现象，并记录实验数据，用以验证科学理论，计算未知量。
[0021]本实用新型的用电不需要考虑电源I的选择问题，无论通交流电还是直流电结果相同，都会使弹簧4收缩(通交流电时每匝弹簧4中电流方向仍然相同。)
[0022]作为本实用新型的一种实施方式，驱动单元为偏心轮组件，偏心轮组件包括驱动电机、偏心轮21、限位圈22、连接杆24和用于固定连接杆24位置的固定支架23，固定支架23用来限制偏心轮21和连接杆24位置，限位圈22与连接杆24固定连接，组成一个联动装置，一起运动，连接杆24与偏心轮21联动，偏心轮21外表面具体磁性，使连接杆24 —直贴合偏心轮21，在偏心轮21旋转过程中，连接杆24上下移动，偏心轮21通过驱动电机(图中未示出)连接至电源I上，固定支架23使连接杆24只会沿连接杆方向上产生偏移，通过偏心轮21旋转带动限位圈22在垂直方向上下移动，闸刀开关2置于限位圈22中，偏心轮21旋转通过连接杆带动限位圈22，实现闸刀开关2的闭合和断开。当偏心轮21的外表面距偏心轮21中心最短处与连接杆24相抵触时，限位圈22上缘接触闸刀开关2，由于偏心轮21外表面具有磁性，限位圈22随偏心轮21垂直向下运动，从而使闸刀开关2闭合，电路导通，弹簧4受到两匝弹簧4间磁力收缩；当偏心轮21的外表面距偏心轮21中心最长处与连接杆24相抵触时，限位圈22下缘抵触闸刀开关2，限位圈推动闸刀开关2，使闸刀开关2断开，电路关断，弹簧4会因为自身的弹力而伸长，偏心轮21的驱动单元设计简单，方便，而且频率相同，可以更加清晰的观察实验现象，也可以很好的控制电路。
[0023]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于实验教学的弹簧装置，其特征在于:包括弹簧组件、电路组件和驱动单元，所述弹簧组件包括弹簧和测量弹簧形变的标尺，电路组件包括闸刀开关、电源和用于连接的导线，驱动单元控制闸刀开关的开合，电源、闸刀开关和弹簧通过导线依次电连接。
2.根据权利要求1所述的用于实验教学的弹簧装置，其特征在于:所述驱动单元为偏心轮组件，偏心轮组件包括驱动电机、偏心轮、限位圈、连接杆和用于固定连接杆位置的固定支架，偏心轮由驱动电机驱动，限位圈与连接杆固定连接，连接杆与偏心轮联动，限位圈与闸刀开关联动连接。
3.根据权利要求2所述的用于实验教学的弹簧装置，其特征在于:所述偏心轮外表面具有磁性，连接杆由可以和磁性相配合的金属材质制成。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于实验教学的弹簧装置，其特征在于:所述弹簧由导电金属材质制成。
【文档编号】G09B23/08GK203982629SQ201420409487
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】赵瑜 申请人:温州天力弹簧有限公司