一种物理课用杠杠原理演示装置的制作方法

本发明涉及教育器材技术领域，特别涉及一种物理课用杠杠原理演示装置。

背景技术：

在初中物理中，杠杆原理是重点和难点之一，现有的物理课上，老师大多数是单纯举例说明，不便于学生理解，因此会借用一些演示装置，现有的演示装置结构死板，功能单一，无法对演示装置灵活固定，无法通过演示装置的固定便于向学生展示力的作用是相互的，无法对演示装置的高度进行调节，不便于学生观察，不便于将直观向学生展示杠杆原理，无法直观看出力臂的长度，不便学生的理解，无法提高学习的效率。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种物理课用杠杠原理演示装置，解决了现有技术存在的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：

一种物理课用杠杠原理演示装置，包括固定机构、升降机构和演示机构组成，所述固定机构的上方设有升降机构，所述升降机构的顶部设有演示机构，所述固定机构由高度调节箱、第一支腿、第二支腿、挡板滑槽、复位弹簧、隔挡板、限位锁板、限位挡板、支撑板、限位弹簧、导轨滑槽、固定框、滑动滚轮和永磁体组成，所述高度调节箱底部的一端固定连接有第一支腿，且所述高度调节箱底部的另一端固定连接有第二支腿，所述高度调节箱的底部位于第一支腿与第二支腿之间固定连接有永磁体，且所述第一支腿靠近永磁体的一侧与第二支腿靠近永磁体的一侧均设有挡板滑槽，且所述挡板滑槽的一端通过复位弹簧滑动连接有隔挡板，所述第二支腿远离复位弹簧的一端转动连接有限位锁板，且所述第二支腿的一侧位于限位锁板的下方固定连接有限位挡板，且所述第二支腿的一侧位于限位锁板的上方固定连接支撑板，且所述支撑板与限位锁板之间固定连接有限位弹簧。

作为优选，所述升降机构由高度调节手轮、传动杆、联轴器、传动蜗杆、升降丝杆、升降蜗轮、限位滑框、三角支撑板、升降杆、固定尺、固定螺母、紧固螺栓和滑动尺组成，所述高度调节箱的一端转动连接有高度调节手轮，所述高度调节箱内部靠近高度调节手轮的一端转动连接有传动杆，所述高度调节手轮与传动杆固定连接，所述传动杆远离高度调节手轮的一端通过联轴器连接有传动蜗杆，所述高度调节箱的顶部转动连接有升降丝杆，所述升降丝杆的底部固定套有升降蜗轮，所述升降蜗轮与传动蜗杆啮合连接，所述高度调节箱顶部的中间位置固定连接有限位滑框，所述限位滑框的内部滑动连接有升降杆，所述升降丝杆的顶部从高度调节箱顶部穿出且插入升降杆内，所述升降杆与升降丝杆螺纹连接，所述限位滑框外侧对称固定连接有固定尺。

作为优选，所述固定尺的内部均固定滑动连接有滑动尺，且所述固定尺远离限位滑框的一端均固定连接有固定螺母，所述固定螺母的中部均螺纹连接有紧固螺栓，所述紧固螺栓均插入固定尺内部，所述演示机构由旋转支座、固定轴、杠杆、阻力杠杆、动力杠杆、固定板、锁杆、压缩弹簧、锁齿、限位槽、悬挂线和砝码组成，所述升降杆的顶部固定连接有旋转支座，且所述旋转支座的中部通过固定轴转动连接有杠杆，且所述杠杆的两端分别插有阻力杠杆和动力杠杆，所述阻力杠杆的顶部和动力杠杆的顶部均设有限位槽，所述杠杆顶部的两端均固定连接有固定板，所述固定板的之间转动连接有锁杆，所述锁杆的一端通过压缩弹簧与杠杆固定连接，所述锁杆远离压缩弹簧的一端固定连接有锁齿。

作为优选，所述隔挡板靠近永磁体的一侧粘接有软铁。

作为优选，所述限位滑框对称的两侧均固定连接有三角支撑板，所述三角支撑板的底部均与高度调节箱固定连接。

作为优选，所述锁齿均插入杠杆内部且卡在限位槽内。

作为优选，所述阻力杠杆远离旋转支座的一端和动力杠杆远离旋转支座的一端均通过悬挂线连接有砝码。

作为优选，所述隔挡板对应两端的顶部和底部均固定连接有固定框，所述固定框内均转动连接有滑动滚轮，所述第一支腿靠近滑动滚轮的一侧和第二支腿靠近滑动滚轮的一侧均设有导轨滑槽，所述滑动滚轮均与导轨滑槽滑动连接。

本发明的有益效果：本发明结构紧凑，便于物理上课使用，通过固定机构，通过固定永磁体将高度调节箱与铁质讲台进行固定，通过隔挡板的隔绝磁性便于对演示装置移动和固定，通过演示装置的固定便于向学生展示力的作用是相互的，通过设置了升降机构，便于对杠杆的高度进行调节，便于学生观察，通过设置了演示机构，便于将直观向学生展示杠杆原理，通过滑动尺可以直观看出力臂的长度，有助学生的理解，提高学习的效率。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明发明侧视图；

图3为本发明a处放大图；

图4为本发明b处放大图；

图5为本发明升降杆的剖面图。

图中：1-固定机构、2-升降机构、3-演示机构、4-高度调节箱、5-第一支腿、6-第二支腿、7-挡板滑槽、8-复位弹簧、9-隔挡板、10-限位锁板、11-限位挡板、12-支撑板、13-限位弹簧、14-导轨滑槽、15-固定框、16-滑动滚轮、17-永磁体、18-高度调节手轮、19-传动杆、20-联轴器、21-传动蜗杆、22-升降丝杆、23-升降蜗轮、24-限位滑框、25-三角支撑板、26-升降杆、27-固定尺、28-固定螺母、29-紧固螺栓、30-滑动尺、31-旋转支座、32-固定轴、33-杠杆、34-阻力杠杆、35-动力杠杆、36-固定板、37-锁杆、38-压缩弹簧、39-锁齿、40-限位槽、41-悬挂线、42-砝码。

具体实施方式：

如图1-5所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种物理课用杠杠原理演示装置，包括固定机构1、升降机构2和演示机构3组成，所述固定机构1的上方设有升降机构2，所述升降机构2的顶部设有演示机构3，所述固定机构1由高度调节箱4、第一支腿5、第二支腿6、挡板滑槽7、复位弹簧8、隔挡板9、限位锁板10、限位挡板11、支撑板12、限位弹簧13、导轨滑槽14、固定框15、滑动滚轮16和永磁体17组成，所述高度调节箱4底部的一端固定连接有第一支腿5，且所述高度调节箱4底部的另一端固定连接有第二支腿6，所述高度调节箱4的底部位于第一支腿5与第二支腿6之间固定连接有永磁体17，且所述第一支腿5靠近永磁体17的一侧与第二支腿6靠近永磁体17的一侧均设有挡板滑槽7，且所述挡板滑槽7的一端通过复位弹簧8滑动连接有隔挡板9，所述第二支腿6远离复位弹簧8的一端转动连接有限位锁板10，且所述第二支腿6的一侧位于限位锁板10的下方固定连接有限位挡板11，且所述第二支腿6的一侧位于限位锁板10的上方固定连接支撑板12，且所述支撑板12与限位锁板10之间固定连接有限位弹簧13。

其中，所述升降机构2由高度调节手轮18、传动杆19、联轴器20、传动蜗杆21、升降丝杆22、升降蜗轮23、限位滑框24、三角支撑板25、升降杆26、固定尺27、固定螺母28、紧固螺栓29和滑动尺30组成，所述高度调节箱4的一端转动连接有高度调节手轮18，所述高度调节箱4内部靠近高度调节手轮18的一端转动连接有传动杆19，所述高度调节手轮18与传动杆19固定连接，所述传动杆19远离高度调节手轮18的一端通过联轴器20连接有传动蜗杆21，所述高度调节箱4的顶部转动连接有升降丝杆22，所述升降丝杆22的底部固定套有升降蜗轮23，所述升降蜗轮23与传动蜗杆21啮合连接，所述高度调节箱4顶部的中间位置固定连接有限位滑框24，所述限位滑框24的内部滑动连接有升降杆26，所述升降丝杆22的顶部从高度调节箱4顶部穿出且插入升降杆26内，所述升降杆26与升降丝杆22螺纹连接，所述限位滑框24外侧对称固定连接有固定尺27。

其中，所述固定尺27的内部均固定滑动连接有滑动尺30，且所述固定尺27远离限位滑框24的一端均固定连接有固定螺母28，所述固定螺母28的中部均螺纹连接有紧固螺栓29，所述紧固螺栓29均插入固定尺27内部，所述演示机构3由旋转支座31、固定轴32、杠杆33、阻力杠杆34、动力杠杆35、固定板36、锁杆37、压缩弹簧38、锁齿39、限位槽40、悬挂线41和砝码42组成，所述升降杆26的顶部固定连接有旋转支座31，且所述旋转支座31的中部通过固定轴32转动连接有杠杆33，且所述杠杆33的两端分别插有阻力杠杆34和动力杠杆35，所述阻力杠杆34的顶部和动力杠杆35的顶部均设有限位槽40，所述杠杆33顶部的两端均固定连接有固定板36，所述固定板36的之间转动连接有锁杆37，所述锁杆37的一端通过压缩弹簧38与杠杆33固定连接，所述锁杆37远离压缩弹簧38的一端固定连接有锁齿39。

其中，所述隔挡板9靠近永磁体17的一侧粘接有软铁，便于隔断永磁体17的磁性。

其中，所述限位滑框24对称的两侧均固定连接有三角支撑板25，所述三角支撑板25的底部均与高度调节箱4固定连接，增加限位滑框24的稳定性。

其中，所述锁齿39均插入杠杆33内部且卡在限位槽40内，便于调节阻力杠杆34和动力杠杆35的长度。

其中，所述阻力杠杆34远离旋转支座31的一端和动力杠杆35远离旋转支座31的一端均通过悬挂线41连接有砝码42，便于观察力臂与动力之间关系。

其中，所述隔挡板9对应两端的顶部和底部均固定连接有固定框15，所述固定框15内均转动连接有滑动滚轮16，所述第一支腿5靠近滑动滚轮16的一侧和第二支腿6靠近滑动滚轮16的一侧均设有导轨滑槽14，所述滑动滚轮16均与导轨滑槽14滑动连接，便于隔挡板9在挡板滑槽7内滑动。

本发明的使用状态为：使用时，将演示装置放在试验台上，旋转限位锁板10使其远离隔挡板9，在复位弹簧8的作用下，使隔挡板9在挡板滑槽7内滑动，且隔挡板9带动滑动滚轮16在导轨滑槽14内滑动，当隔挡板9的位置与永磁体17的位置错开时，在磁力作用下，永磁体17吸附铁质试验台，以此将演示装置固定在试验台顶部，当移动演示装置时，将隔挡板9推入挡板滑槽7内，在限位弹簧13作用下，使限位锁板10将隔挡板9固定在永磁体17上方，因隔挡板9靠近永磁体17的一侧粘接有软铁，因此铁材料的磁导率比空气的磁导率要大几千倍，所以空腔的磁阻比铁磁材料的磁阻大得多，外磁场的磁感应线的绝大部份将沿着铁材料壁内通过，而进入空腔的磁通量极少，这样，被铁材料屏蔽的空腔就基本上没有外磁场，从而达到静磁屏蔽的目的，因此可轻松经演示装置移动，通过旋转高度调节手轮18带动传动蜗杆21，传动蜗杆21通过升降蜗轮23带动升降丝杆22旋转，在螺纹的反作用力下，升降杆26向上运动，根据需求调节滑动尺30的长度，通过紧固螺栓29将滑动尺30固定，调节动力杠杆35和阻力杠杆34的长度，将砝码42悬挂在悬挂线41底部，根据悬挂线41在滑动尺30的位置得到力臂长度，根据力臂长度和砝码42重力，以此求证动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。