一种学生用高中物理自由落体实验设备的制作方法

本发明涉及物理实验仪器技术领域，具体为一种学生用高中物理自由落体实验设备。

背景技术：

物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础，它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准，它是当今最精密的一门自然科学学科，在对高中生进行物理教学的过程中，通常会使用一些仪器来进行实验操作，实验仪器是自然科学具体实验时用到的仪器，主要是物理学、化学、生物学使用仪器较多，在对高中生进行自由落体运动教学时，通常会使用针对与自由落体的实验神设备。

自由落体实验设备在使用的过程中，自由落体的起始高度大多固定不变，使得设备难以对实验高度进行灵活的调节，在物体进行落体运动时，需要操作者进行手持丢下，不便于对物体进行夹持控制，使用效果不好。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种学生用高中物理自由落体实验设备，具备对物体夹持控制的优点，解决了自由落体实验设备不便于对物体进行夹持控制的问题。

技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种学生用高中物理自由落体实验设备，包括底板，所述底板的上方安装有调节机构，所述调节机构的右侧安装有夹持机构，所述调节机构包括固定盒、固定板、伺服电机、安装座、第一轴承、螺纹杆、螺纹管、滑块、支撑板、连接筒、滑道和第二轴承，所述底板上表面的左侧固定连接有固定盒，所述固定盒的内底壁固定连接有伺服电机，所述伺服电机的输出端固定连接有螺纹杆，所述固定盒上表面的中部固定镶嵌有第一轴承，所述固定盒上表面的中部固定连接有连接筒，所述螺纹杆远离伺服电机的一端贯穿第一轴承并延伸至连接筒的内部，且螺纹杆的外表面与第一轴承的内圈固定连接，所述连接筒的内部放置有与螺纹杆相适配的螺纹管，且螺纹管与螺纹杆螺纹连接，所述连接筒的右侧面开设有滑道，所述螺纹管的右侧面固定连接有滑块，所述滑块远离螺纹管的一端贯穿滑道并延伸至连接筒的右侧，所述滑块的右侧面固定连接有支撑板。

所述夹持机构包括顶盒、支撑块、第一销轴、电动推杆、第一通孔、夹持板、第二销轴、第二通孔、固定块和销钉，所述支撑板上表面的右侧固定连接有顶盒，所述顶盒的底面开设有第二通孔，所述支撑板上表面的右侧开设有第一通孔，且第一通孔与第二通孔相连通，所述顶盒的内侧壁固定连接有两个相对称的支撑块，每个所述支撑块的外表面均通过第一销轴固定铰接有电动推杆，所述顶盒的内部放置有两个相对称的夹持板，每个所述夹持板的底端均依次贯穿第二通孔和第一通孔并延伸至支撑板的下方，且每个夹持板的外表面均通过第二销轴与第一通孔的内壁固定铰接，两个所述夹持板相互远离一侧面的上部均固定连接有固定块，两个所述固定块的外表面均通过销钉与两个电动推杆的伸缩端固定铰接。

进一步的，所述连接筒内顶壁的中部固定镶嵌有第二轴承，所述螺纹杆远离伺服电机一端的外表面与第二轴承的内圈固定连接，能够更该高效的让螺纹杆进行旋转，避免在转动的时候造成卡顿和摆动的问题。

进一步的，所述底板的底面固定连接有两组相对称的底脚，且每组底脚的数量至少为两个，能够更好的对该装置进行放置，避免在使用的过程中造成不稳的问题。

进一步的，所述底板上表面的右侧固定连接有垫板，所述固定盒的右侧面固定连接有安装座，能够更好的对自由落体的位置进行防护，避免对底板的表面造成损坏，更好的通过安装座对监控落体运动的装置进行安装。

进一步的，所述支撑板的底面与底板的上表面相平行，且支撑板的水平长度值小于底板的水平长度值，能够更好的对支撑板的位置进行调节，和更好的对物体进行平稳夹持。

进一步的，所述伺服电机的左右两侧面均固定连接有固定板，两个所述固定板相互远离的一侧面均与固定盒的内侧壁固定连接，能够更好的对伺服电机进行固定安装，避免在使用的过程中伺服电机晃动的问题。

1、该学生用高中物理自由落体实验设备，通过设置有底板和底脚，能够更好的对该装置进行稳固放置，通过设置有垫板，能够更好的对底板进行防护，避免在物体自由落体时对底板的表面造成损坏，通过安装座能够更好的进行安装速度检测设备，通过设置有固定盒、伺服电机、第一轴承、螺纹杆、螺纹管、滑块、支撑板、连接筒、滑道和第二轴承，能够更好的通过伺服电机的转动带动螺纹杆在螺纹管内进行转动，从而对螺纹管的高度进行调节，从而带动支撑板进行高度的调节，从而能够有效的对物体自由落体的起始高度进行调节。

2、该学生用高中物理自由落体实验设备，通过设置有支撑板，配合使用顶盒、支撑块、第一销轴、电动推杆、第一通孔、夹持板、第二销轴、第二通孔、固定块和销钉，能够更好的在需要对实验物体进行夹持时，通过电动推杆伸缩端的缩入拉动两个夹持板的顶端向相对远离的一侧进行移动，从而对物体进行夹持处理，在需要对实验物体进行丢下的时候，通过电动推杆伸缩端的伸出，推动两个夹板的顶端向相对靠近的一侧进行移动，从而使两个夹持板的底端分离，从而使夹持的实验物体丢下，提高了该装置的夹持控制效果。

附图说明

图1为本发明固定盒正视图的剖视图；

图2为本发明图1中a处结构放大示意图。

图中：1底板、2调节机构、201固定盒、202固定板、203伺服电机、204安装座、205第一轴承、206螺纹杆、207螺纹管、208滑块、209支撑板、210连接筒、211滑道、212第二轴承、3夹持机构、301顶盒、302支撑块、303第一销轴、304电动推杆、305第一通孔、306夹持板、307第二销轴、308第二通孔、309固定块、310销钉、4底脚、5垫板。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种学生用高中物理自由落体实验设备，包括底板1，底板1的底面固定连接有两组相对称的底脚4，且每组底脚4的数量至少为两个，能够更好的对该装置进行放置，避免在使用的过程中造成不稳的问题，底板1的上方安装有调节机构2，调节机构2的右侧安装有夹持机构3，调节机构2包括固定盒201、固定板202、伺服电机203、安装座204、第一轴承205、螺纹杆206、螺纹管207、滑块208、支撑板209、连接筒210、滑道211和第二轴承212，底板1上表面的左侧固定连接有固定盒201，底板1上表面的右侧固定连接有垫板5，固定盒201的右侧面固定连接有安装座204，能够更好的对自由落体的位置进行防护，避免对底板1的表面造成损坏，更好的通过安装座204对监控落体运动的装置进行安装，固定盒201的内底壁固定连接有伺服电机203，伺服电机203是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置，可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在电压信号为零时，无自转现象，伺服电机203的控制端安装有电机控制器，通过集成电路的主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度和响应时间进行工作，伺服电机203为现有设备所公知的设备，伺服电机203的左右两侧面均固定连接有固定板202，两个固定板202相互远离的一侧面均与固定盒201的内侧壁固定连接，能够更好的对伺服电机203进行固定安装，避免在使用的过程中伺服电机203晃动的问题，伺服电机203的输出端固定连接有螺纹杆206，固定盒201上表面的中部固定镶嵌有第一轴承205，固定盒201上表面的中部固定连接有连接筒210，螺纹杆206远离伺服电机203的一端贯穿第一轴承205并延伸至连接筒210的内部，且螺纹杆206的外表面与第一轴承205的内圈固定连接，连接筒210内顶壁的中部固定镶嵌有第二轴承212，螺纹杆206远离伺服电机203一端的外表面与第二轴承212的内圈固定连接，能够更该高效的让螺纹杆206进行旋转，避免在转动的时候造成卡顿和摆动的问题，连接筒210的内部放置有与螺纹杆206相适配的螺纹管207，且螺纹管207与螺纹杆206螺纹连接，连接筒210的右侧面开设有滑道211，螺纹管207的右侧面固定连接有滑块208，滑块208远离螺纹管207的一端贯穿滑道211并延伸至连接筒210的右侧，滑块208的右侧面固定连接有支撑板209，支撑板209的底面与底板1的上表面相平行，且支撑板209的水平长度值小于底板1的水平长度值，能够更好的对支撑板209的位置进行调节，和更好的对物体进行平稳夹持。

夹持机构3包括顶盒301、支撑块302、第一销轴303、电动推杆304、第一通孔305、夹持板306、第二销轴307、第二通孔308、固定块309和销钉310，支撑板209上表面的右侧固定连接有顶盒301，顶盒301的底面开设有第二通孔308，支撑板209上表面的右侧开设有第一通孔305，且第一通孔305与第二通孔308相连通，顶盒301的内侧壁固定连接有两个相对称的支撑块302，每个支撑块302的外表面均通过第一销轴303固定铰接有电动推杆304，电动推杆304又称直线驱动器，是旋转电动机在结构方面的一种延伸，电动推杆304主要由电动机杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构，电动推杆304是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置，可用于各种简单或复杂的工艺流程中作为执行机械使用，以实现远距离控制、集中控制或自动控制，电动推杆304的原理是把电动机的旋转运动变成直线运动，利用电动机正反转完成推杆动作，电动推杆304为现有技术所公知的设备，顶盒301的内部放置有两个相对称的夹持板306，每个夹持板306的底端均依次贯穿第二通孔308和第一通孔305并延伸至支撑板209的下方，且每个夹持板306的外表面均通过第二销轴307与第一通孔305的内壁固定铰接，两个夹持板306相互远离一侧面的上部均固定连接有固定块309，两个固定块309的外表面均通过销钉310与两个电动推杆304的伸缩端固定铰接。

使用时，将实验物体放置在两个夹持板306之间，将电动推杆304与市政电源相连接，通过电动推杆304伸缩端的缩入拉动两个夹持板306的顶端向相对远离的一侧进行移动，使两个夹持板306的底端相对靠近移动，从而对物体进行夹持处理，将伺服电机203与市政电源相连接，通过伺服电机203的转动带动螺纹杆206在螺纹管207内进行转动，从而对螺纹管207的高度进行调节，从而带动支撑板209进行高度的调节，从而能够有效的对物体自由落体的起始高度进行调节，调节至需求位置后，通过电动推杆304伸缩端的伸出，推动两个夹持板306的顶端向相对靠近的一侧进行移动，从而使两个夹持板306的底端分离，从而使夹持的实验物体丢下，对物体的自由落体运动进行实验，提高了该装置夹持控制效果。