一种演示物体运动轨迹的小球抛射装置的制作方法

本实用新型属于科教演示技术领域，具体涉及一种演示物体运动轨迹的小球抛射装置。

背景技术：

科学普及，是指利用各种传媒以浅显的、让公众易于理解、接受和参与的方式向普通大众介绍自然科学和社会科学知识、推广科学技术的应用、倡导科学方法、传播科学思想、弘扬科学精神的活动。如何以更直观的、更易与理解的方式向观众展现身边的科普知识，一直是科普行业精益求精的追求。

向少年儿童展示物体的运动轨迹的演示装置是科学普及方面的常用装置，该领域的演示装置通常由教师在课堂上单独演示使用，不能带动少年儿童互动性地操作，演示方式严肃单一，不利于少年儿童直观、快速地理解和接受相关的科学知识。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种演示物体运动轨迹的小球抛射装置，通过设置相应的运动模块以及互动体验的方式，更直观、更易于理解地向少年儿童展现物体运动轨迹的科普知识。

本实用新型提供了如下的技术方案：

一种演示物体运动轨迹的小球抛射装置，包括台体和位于台体上的发球装置，发球装置包括小球、手柄、按压弹簧、连杆组件和抛射板组件；手柄包括操作端和固定端，固定端枢轴地连接有支撑体，支撑体的下端固定于台体上，按压手柄的操作端后，操作端可绕支撑体向下转动；按压弹簧固定于台体上并且位于手柄下方；手柄的下方枢轴地连接有驱动杆，驱动杆贯穿按压弹簧后枢轴地连接连杆组件；连杆组件的另一端枢轴地连接抛射板组件，小球位于抛射板组件的上方，当向下按压操作端时，连杆组件可转动抛射板组件，小球可在转动的抛射板组件的作用下被抛射或者拱射出去。

优选的，连杆组件安装于台体的下方，连杆组件包括两个间隔设置的连杆座、两根“7”字型的曲杆、一根横直连杆和一根纵直连杆，两根曲杆分别安装于两个连杆座上；两根曲杆分别为第一曲杆和第二曲杆，第一曲杆的上端连接驱动杆，下端连接横直连杆；第二曲杆的下端连接横直连杆，第二曲杆的上端连接纵直连杆的下端；纵直连杆的上端连接抛射板组件。

优选的，抛射板组件包括固定于台体上的抛球座和与抛球座枢轴地连接的抛球板，抛球板的后端上方设有三面围挡，初始状态时，抛球板的后端向下倾斜，小球位于三面围挡内。

优选的，抛球座与抛球板之间连接有第一支撑块，第一支撑块的上端固定连接抛球板，第一支撑块的下端枢轴连接抛球座，抛球座上设有两个极限角度限位块，第一支撑块位于两个极限角度限位块之间。第一支撑块用于控制小球的初始最低位置和抛飞的最高位置。

优选的，台体上固定有拱球轨道，抛射板组件包括第二支撑块和多个过渡板，过渡板可水平地悬置于拱球轨道内，第二支撑块的下端枢轴地连接连杆组件，第二支撑块的上端固定连接过渡板的后端；拱球轨道上方设有左侧壁、右侧壁和后端壁，过渡板枢轴地连接拱球轨道的左侧壁和右侧壁，从而将过渡板活动地安装于拱球轨道内；相邻的两个过渡板之间通过腰型孔和转轴枢轴连接，连杆组件可驱动相邻的两个过渡板作上下起伏运动。腰型孔可以补偿过渡板上下运动而增加的运动行程。初始状态时，过渡板均为水平状态，将小球放置于拱球轨道的后端壁处，向下按压手柄，在连杆组件的驱动下，多块过渡板的两端呈上下起伏状态，并且在拱球轨道内的固定位置反复转动，同时，小球沿着过渡板快速向前滚动，进而被拱出拱球轨道。

优选的，相邻的过渡板的端部之间设有连接部，连接部包括互相配合的凸块和凹槽，凸块嵌入凹槽内，腰型孔贯穿凸块和凹槽，从而利用腰型孔内的转轴连接凸块与凹槽，使相邻的两个过渡板可以呈拱起状态。

优选的，台体上还设有弹球装置，弹球装置包括导杆、压缩弹簧和击球轨道，台体上固定有弹簧座，压缩弹簧的两端水平地固定于弹簧座上，导杆水平地穿过弹簧座和压缩弹簧；击球轨道的后端设有与导杆尺寸配合的导杆孔，导杆的前端贯穿导杆孔伸入击球轨道内，击球轨道向后端倾斜设置。将小球放置于击球轨道的后端，小球抵住导杆的端部，观众拉伸导杆，压缩弹簧被压缩，松开导杆后，压缩弹簧和导杆快速反弹撞击小球，小球从初始位置被弹出。

优选的，台体为多边形结构，多个发球装置和多个弹球装置呈放射状地交错分布于台体上。

优选的，台体上的中心位置设有落球槽，台体的侧壁边缘设有多个出球口，台体内设有多个斜坡回球滑道，斜坡回球滑道的两端分别连通落球槽和出球口，斜坡回球滑道沿着出球口的方向向下倾斜。

优选的，台体的上方设有透明护罩，手柄和导杆的后端分别位于透明护罩外部，抛球板、拱球轨道和击球轨道分别位于透明护罩内部；透明护罩内嵌设有多个进球滑道，进球滑道的出口分别位于抛球板、拱球轨道和击球轨道的上方。

本实用新型的有益效果是：观摩小球的运动轨迹时，通过按压手柄，利用手柄下方的连杆组件转动抛射板组件，小球在转动的抛射板组件的作用下被发射出去，因此利用互动体验的方式，更直观形象、更易于理解地向儿童展现物体运动轨迹的科普知识。本实用新型采用抛球、拱球、弹球多个模块组合的方式，通过观察不同模式下的小球运动轨迹的区别，便于儿童初步区分小球受力的大小和方向的差异，从而利于儿童对力的作用形成初步的理解。本实用新型的各部件之间连接可靠，动作稳定，操作方便，安全性和互动体验性好。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的实施例1的主视结构示意图；

图2是本实用新型的实施例1的俯视结构示意图；

图3是本实用新型的实施例2的主视结构示意图；

图4是本实用新型的实施例2的俯视结构示意图；

图5是本实用新型的实施例3的俯视结构示意图；

图6是本实用新型的实施例3的主视结构示意图；

图7是本实用新型的实施例3中的弹球装置的主视结构示意图；

图8是本实用新型的实施例3中的弹球装置的俯视结构示意图。

图中标记为：1.台体；2.小球；3.手柄；4.按压弹簧；5.连杆组件；6.操作端；7. 固定端；8.支撑体；9.驱动杆；10.抛球座；11.抛球板；12.三面围挡；13.第一支撑块；14.极限角度限位块；15.连杆座；16.第一曲杆；17.第二曲杆；18.横直连杆；19.纵直连杆；20.拱球轨道；21.第二支撑块；22.过渡板；23.左侧壁；24.右侧壁；25.后端壁； 26.腰型孔；27.转轴；28.凸块；29.凹槽；30.导杆；31.压缩弹簧；32.击球轨道；33. 弹簧座；34.导杆孔；35.落球槽；36.出球口；37.斜坡回球滑道；38.透明护罩；39.进球滑道。

具体实施方式

实施例1

如图1和图2所示，一种演示物体运动轨迹的小球抛射装置，包括台体1和位于台体1上的发球装置，具体地，该发球装置实现将小球抛起而发射出去的抛球过程，该发球装置包括小球2、手柄3、按压弹簧4、连杆组件5和抛射板组件；手柄3包括操作端 6和固定端7，固定端7枢轴地连接有支撑体8，支撑体8的下端固定于台体1上，当按压手柄的操作端6后，操作端6可绕支撑体8向下移动；按压弹簧4固定于台体1与手柄3之间，并且连接手柄3的中间部位，按压弹簧4可以为手柄3的按压动作提供适当的阻力，从而向观众反馈按压手感，按压弹簧4还可以使手柄3的操作端6自动复位；手柄3的下方枢轴地连接有驱动杆9，驱动杆9贯穿按压弹簧4后枢轴地连接连杆组件 5；连杆组件5的另一端枢轴地连接抛射板组件，小球2位于抛射板组件的上方，当向下按压操作端6时，连杆组件5可转动地升起抛射板组件，小球2可在转动的抛射板组件的作用下被抛射出去。

抛射板组件包括固定于台体1上的抛球座10和与抛球座10枢轴地连接的抛球板 11，抛球板11的后端上方设有三面围挡12，初始状态时，抛球板11的后端向下倾斜，小球2位于三面围挡12内。抛球座10与抛球板11之间连接有第一支撑块13，第一支撑块13的上端固定连接抛球板11，第一支撑块13的下端枢轴连接抛球座10，抛球座 10上设有两个极限角度限位块14，第一支撑块13位于两个极限角度限位块14之间，并且可在两个极限角度限位块14之间转动，第一支撑块13和极限角度限位块14用于控制小球的初始最低位置和抛飞的最高位置。

连杆组件5安装于台体1的下方，连杆组件5包括两个间隔设置的连杆座15、两根“7”字型的曲杆、一根横直连杆18和一根纵直连杆19，其中一个连杆座15位于按压弹簧4的下方，另一个连杆座15位于抛射板组件的后端；两根曲杆分别安装于两个连杆座15上；曲杆包括第一曲杆16和第二曲杆17，第一曲杆16的上端连接驱动杆9，第一曲杆16的下端连接横直连杆18；第二曲杆17的下端连接横直连杆18，第二曲杆 17的上端连接纵直连杆19的下端；纵直连杆19的上端连接抛射板组件。当手柄3压下驱动杆9后，驱动杆9将压力传递给第一曲杆16，第一曲杆16逆时针转动，带动横直连杆18向右侧移动，横直连杆18带动第二曲杆17逆时针转动，第二曲杆17带动纵直连杆19向下运动，纵直连杆19驱动抛球板的后端向上转动，将小球2抛出。

实施例2

如图3和图4所示，本实施例与实施例1不同之处在于本实施例的发球装置为实现将小球拱起而弹射出去的拱球过程，二者具体体现为发球装置中的抛射板组件处的结构区别，本实施例的台体1上固定有拱球轨道20，抛射板组件包括第二支撑块21和多个过渡板22，过渡板22初始状态时水平地悬置于拱球轨道20内，第二支撑块21的下端枢轴地连接连杆组件5，第二支撑块21的上端固定连接过渡板22的后端；拱球轨道20 的上方设有左侧壁23、右侧壁24和后端壁25，过渡板22的中间位置枢轴地连接拱球轨道20的左侧壁23和右侧壁24，从而使过渡板22的左右两端可上下活动地安装于拱球轨道20内；相邻的两个过渡板22之间通过腰型孔26和转轴27枢轴连接，当按下手柄再松开手柄时，连杆组件5可驱动相邻的两个过渡板22作上下起伏运动。腰型孔26 可以补偿过渡板22的两端上下运动而增加的运动行程。初始状态时，过渡板22均为水平状态，将小球2放置于拱球轨道20的后端壁处，向下按压手柄3，在连杆组件5的驱动下，多块过渡板22呈上下起伏状态，并且在拱球轨道20内的固定位置反复转动，同时，小球2沿着过渡板22快速向前滚动，进而被拱出拱球轨道20。

相邻的过渡板22的端部之间设有连接部，连接部包括互相配合的凸块28和凹槽29，凸块28嵌入凹槽29内，腰型孔26横向贯穿凸块28和凹槽29，从而利用腰型孔26内的转轴27连接凸块28与凹槽29，使相邻的两个过渡板22可以呈拱起状态。

实施例3

如图5至图8所示，本实施例的台体1为正六边形结构，台体1上分别设有两个实施例1的发球装置和两个实施例2的发球装置，并且台体1上还设有两个弹球装置，实施例1的发球装置、实施例2的发球装置以及弹球装置呈放射状地交错分布于台体的六条边上。弹球装置包括导杆30、压缩弹簧31和击球轨道32，台体1上固定有弹簧座33，压缩弹簧31的两端水平地固定于弹簧座33上，导杆30水平地穿过弹簧座33和压缩弹簧31；击球轨道32的后端设有与导杆30的尺寸配合的导杆孔34，导杆30的前端贯穿导杆孔34后伸入击球轨道32内，击球轨道32向后端倾斜设置。将小球2放置于击球轨道32的后端，小球2抵住导杆30的端部，观众拉伸导杆30，压缩弹簧31被压缩，松开导杆30后，压缩弹簧31和导杆30快速反弹撞击小球2，小球2从初始位置被弹出。

如图6所示，台体1上的中心位置设有落球槽35，台体1的侧边缘设有多个出球口 36，出球口36的数量与发球装置和弹球装置的数量对应，台体1内设有多个斜坡回球滑道37，斜坡回球滑道37的两端分别连通落球槽35和出球口36，斜坡回球滑道37沿着出球口36的方向向下倾斜。台体1上的中心位置的落球槽可收集各方向抛射来的小球，并且将小球通过斜坡回球滑道37分配至各个出球口36内，使小球的互动循环操作更加方便。

如图5和图6所示，台体1的上方设有透明护罩38透明护罩38可隔离观众与抛射或者弹射出的小球，避免小球抛出台体1而砸伤观众，优选透明护罩为钢化玻璃材质，以增加护罩的结构强度，避免护罩破碎而伤害观众。发球装置的手柄3和弹球装置的导杆30后端分别位于透明护罩38的外部，便于观众的互动操作，抛球板11、拱球轨道 20和击球轨道32分别位于透明护罩38的内部；透明护罩38内嵌设有多个进球滑道39，进球滑道39的出口分别位于抛球板11、拱球轨道20和击球轨道32的上方，进球滑道 39的设置，使小球可准确地落至各个互动轨道的初始位置，提高了互动操作的稳定性。

工作过程为：从出球口内取出小球，分别由多个进球滑道滑入发球装置或者弹球装置的抛球板、拱球轨道及击球轨道上。当需要演示小球的抛射运动时，向下按压手柄，连杆组件驱动抛球板带动小球快速向上转动，透过透明护罩可观察到小球从初始位置被抛起后自由坠落至落球槽内。当需要演示小球的拱抛运动时，向下按压手柄，连杆组件驱动多块过渡板呈上下起伏的拱起状态，并且过渡板在拱球轨道内的固定位置反复转动，同时，小球沿着过渡板快速向前滚动，进而被拱出拱球轨道，落进落球槽内。当需要演示小球的弹射运动时，小球抵住导杆的端部，观众拉伸导杆，压缩弹簧被压缩，松开导杆后，压缩弹簧和导杆快速反弹撞击小球，小球从初始位置被弹进落球槽内。落球槽内收集的小球沿着斜坡回球滑道自动滚至出球口处，供下次使用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。