一种电磁秋千展示教学装置的制作方法

本实用新型涉及科普设备，具体地说是一种电磁秋千展示教学装置。

背景技术：

电磁秋千是利用电磁力，也就是安培力驱动秋千。秋千的动力装置由座椅下的永磁铁和地面上的线圈组成。通过改变电流方向，使线圈的磁场发生变化，与座椅下的永磁铁产生吸引和排斥现象，从而使秋千摆动。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种能让更多参与者亲身参与到其中的教学展示电磁秋千。

为实现上述目的，本实用新型所述一种电磁秋千展示教学装置，主要由龙门架、地台、秋千摆、制动机构组成，所述龙门架安装于地台上，所述龙门架包括四根龙门柱和横梁，所述四根龙门柱固接于地台上，其中两根龙门柱的一端相接形成龙门架的侧门边，另两根龙门柱的一端相接形成龙门架的另侧门边，侧门边与另侧门边通过横梁连接固接形成龙门架；

所述横梁上安装有摆轴套，摆轴套呈u型构件，u型构件的下部开设有第一轴孔，所述摆轴套通过销轴与秋千摆活动连接；所述秋千摆的上端部设置有限位叉；所述限位叉呈v型构件，所述v型构件下部开设有第二轴孔，第一轴孔与第二轴孔通过销轴活动连接；

所述第二轴孔处设置有凸台圈，凸台圈上安装有主动齿轮，所述主动齿轮通过紧定螺钉安装于凸台圈上；

所述摆轴套、限位叉通过双轴承座连接，所述双轴承座包括两个轴承孔，分别为第一轴承孔和第二轴承孔；销轴安装于双轴承座的第一轴承孔上，双轴承座通过摆轴套螺钉安装于摆轴套上，双轴承座通过限位叉螺钉与限位叉固接；

所述双轴承座的第二轴承孔上安装有一组轴承，所述一组轴承内穿入齿轮轴，齿轮轴的一端与编码器的输出端连接，齿轮轴的另一端与从动齿轮相连，所述主动齿轮与从动齿轮相啮合；

所述秋千摆的下端安装有活动椅面，活动椅面底部通过椅面螺钉安装有衔铁；所述秋千摆上设置有扶手，扶手上安装有开关座，开关座上设置有开关，

所述地台内部安装有线圈骨架，所述线圈骨架的内部安装有铁芯，线圈骨架的外部缠绕有线圈，所述线圈骨架位于活动椅面下方。

所述限位叉呈v型构件，所述v型构件的两端叉的内侧设置有缓冲垫，所述横梁位于v型构件的两端叉中间；所述缓冲垫对应的横梁处设置有缓冲固定座；横梁与缓冲固定座通过缓冲固定座螺钉固定；所述缓冲固定座上安装有弹性结构块。

所述第二轴承孔上设置有一组轴承，所述的一组轴承分别为第一齿轮轴承和第二齿轮轴承，第一齿轮轴承与第二齿轮轴承之间设置有隔圈；所述第二轴承孔为一侧凹陷另一侧突出的轴孔；所述一侧凹陷上安装有外轴端挡圈和锁母，所述编码器与第二轴承孔之间的齿轮轴上安装有锁母，锁母与第二轴承孔、第二齿轮轴承之间的齿轮轴上安装有外轴端挡圈。

所述摆轴套与限位叉之间的销轴上安装有垫片；所述销轴的末端设置有开尾销。

所述摆轴套与限位叉之间设置有制动机构，所述制动机构包括复位扭簧、摩擦蹄组成，摆轴套与限位叉之间设置有复位扭簧，所述主动齿轮上安装有摩擦蹄以及与摩擦蹄相匹配的制动轮缸。

所述秋千摆由第一弯折件与第二弯折件组成，第一弯折件与第二弯折件之间焊接，所述第一弯折件的弯折夹角α为110-135°，所述第二弯折件与第一弯折件之间的夹角β为120-135°，所述第二弯折件的弯折夹角γ为90°。

所述开关与地台内部安装的线圈骨架、铁芯、线圈电性连接。

所述秋千摆上设置有扶手，扶手上安装有开关座，开关座上设置有开关。

所述秋千摆的中部设有椅背，所述椅背上安装有安全带。

所述装置内设置有信号采集单元、信号处理系统、电源供给系统、执行单元、网络系统；所述电源供给系统连接信号采集单元、信号处理系统、执行单元、网络系统，信号采集单元依次连接信号处理系统、执行单元，信号处理系统连接网络系统；电源供给系统与开关电连，所述信号采集单元电性连接开关、编码器、安全带。

所述信号采集单元通过网络系统接收开关、编码器发出的信号，信号采集单元将信号传递给信号处理系统，信号处理单元通过内部程序运算输出控制底部铁芯、线圈得电、失电。

所述信号采集单元接收编码器信号，开关被触发，所以当秋千摆移动，主动齿轮带动从动齿轮；信号处理系统接收信号采集单元的信息并向执行单元发出已设定的指令。

所述执行单元为铁芯、线圈、编码器。

本实用新型所述一种电磁秋千展示教学装置，其有益效果在于：本装置直观的展示了直流电磁铁的工作原理，使观众在娱乐的同时体会这一简单而有趣的物理现象。电磁秋千的动力装置由座椅下的衔铁和地面上的线圈组成。通过检测秋千的摆动位置，精确控制电磁线圈的加电时刻，使之吸引座椅下的衔铁而产生牵引作用，从而使秋千摆动。通过展项互动让参与者了解电磁秋千是如何摆动的。

附图说明

图1为本结构示意图；

图2为本结构主视图；

图3为本实用新型秋千摆结构侧视图；

图4为本实用新型横梁结构示意图；

图5为本实用新型结构俯视图；

图6为本实用新型开关座结构示意图；

图7为本实用新型秋千摆结构示意图；

图8为本实用新型齿轮结构示意图；

图9为本实用新型摆轴套、限位叉结构示意图；

图10为本实用新型摆轴套、限位叉结构示意图；

图11为本实用新型结构控制系统示意图；

图中：1-龙门架、2-横梁、3-龙门柱、4-秋千摆、5-椅背、6-线圈、7-线圈骨架、8-铁芯、9-衔铁、10-椅面螺钉、11-主动齿轮、12-销轴、13-紧定螺钉、14-编码器、15-齿轮轴、16-锁母、17-轴端挡圈、18-隔圈、19-第一齿轮轴承、19-1-第二齿轮轴承、20-从动齿轮、21-垫片、22-开尾销、23-限位叉螺钉、24-摆轴套螺钉、25-双轴承座、26-检修口、27-安全带、28-弹性结构块(聚酯氨块)、29-缓冲固定座、30-螺钉、31-活动椅面、32-开关座、33-开关、34-开关螺钉、35-摆轴套、36-限位叉、36-1-凸台圈、37-缓冲垫、38-踏步、39-第一轴孔、40-第二轴孔、41-第一弯折件、42-第二弯折件。

具体实施方式

实施例1

如图1-11所示，本实用新型所述一种电磁秋千展示教学装置，主要由龙门架1、地台、秋千摆4、制动机构组成，所述龙门架1安装于地台上，所述龙门架1包括四根龙门柱3和横梁2，所述四根龙门柱3固接于地台上，其中两根龙门柱3的一端相接形成龙门架1的侧门边，另两根龙门柱3的一端相接形成龙门架1的另侧门边，侧门边与另侧门边通过横梁2连接固接形成龙门架1；

所述横梁2上安装有摆轴套35，摆轴套35呈u型构件，u型构件的下部开设有第一轴孔39，所述摆轴套35通过销轴12与秋千摆4活动连接；所述秋千摆4的上端部设置有限位叉36；所述限位叉36呈v型构件，所述v型构件下部开设有第二轴孔40，第一轴孔39与第二轴孔40通过销轴12活动连接；

所述第二轴孔40处设置有凸台圈36-1，凸台圈36-1上安装有主动齿轮11，所述主动齿轮11通过紧定螺钉13安装于凸台圈36-1上；

所述摆轴套35、限位叉36通过双轴承座25连接，所述双轴承座25包括两个轴承孔，分别为第一轴承孔和第二轴承孔；销轴12安装于双轴承座25的第一轴承孔上，双轴承座25通过摆轴套螺钉24安装于摆轴套35上，双轴承座25通过限位叉螺钉23与限位叉36固接；

所述双轴承座25的第二轴承孔上安装有一组轴承，所述一组轴承内穿入齿轮轴15，齿轮轴15的一端与编码器14的输出端连接，齿轮轴15的另一端与从动齿轮20相连，所述主动齿轮11与从动齿轮20相啮合；

所述秋千摆4的下端安装有活动椅面31，活动椅面31底部通过椅面螺钉10安装有衔铁9；所述秋千摆4上设置有扶手，扶手上安装有开关座32，开关座32上设置有开关33；

所述地台内部安装有线圈骨架7，所述线圈骨架7的内部安装有铁芯8，线圈骨架7的外部缠绕有线圈6，所述线圈骨架7位于活动椅面31下方。

所述限位叉36呈v型构件，所述v型构件的两端叉的内侧设置有缓冲垫37，所述横梁2位于v型构件的两端叉中间；所述缓冲垫37对应的横梁2处设置有缓冲固定座29；横梁2与缓冲固定座29通过缓冲固定座螺钉30固定；所述缓冲固定座29上安装有弹性结构块28。

所述第二轴承孔上设置有一组轴承，所述的一组轴承分别为第一齿轮轴承19和第二齿轮轴承19-1，第一齿轮轴承19与第二齿轮轴承19-1之间设置有隔圈18；所述第二轴承孔为一侧凹陷另一侧突出的轴孔；所述一侧凹陷上安装有外轴端挡圈17和锁母16，所述编码器14与第二轴承孔之间的齿轮轴15上安装有锁母16，锁母16与第二轴承孔、第二齿轮轴承19-1之间的齿轮轴15上安装有外轴端挡圈17。

所述摆轴套35与限位叉36之间的销轴12上安装有垫片21；所述销轴12的末端设置有开尾销22。

所述摆轴套35与限位叉36之间设置有制动机构，所述制动机构包括复位扭簧、摩擦蹄组成，摆轴套35与限位叉36之间设置有复位扭簧，所述主动齿轮11上安装有摩擦蹄以及与摩擦蹄相匹配的制动轮缸。

所述秋千摆4由第一弯折件41与第二弯折件42组成，第一弯折件与第二弯折件之间焊接，所述第一弯折件41的弯折夹角α为110-135°，所述第二弯折件42与第一弯折件41之间的夹角β为120-135°，所述第二弯折件42的弯折夹角γ为90°。

所述秋千摆4上设置有扶手，扶手上安装有开关座32，开关座32上设置有开关33。

所述开关33与地台内部安装的线圈骨架7、铁芯8、线圈6电性连接。

所述秋千摆4的中部设有椅背5，所述椅背5上安装有安全带27。

所述开关座32通过开关螺钉34安装于扶手上。

所述开关33与地台内部安装的线圈骨架7、铁芯8、线圈6电性连接。

所述装置内设置有信号采集单元、信号处理系统、电源供给系统、执行单元、网络系统；所述电源供给系统连接信号采集单元、信号处理系统、执行单元、网络系统，信号采集单元依次连接信号处理系统、执行单元，信号处理系统连接网络系统；电源供给系统与开关33电连，所述信号采集单元电性连接开关33、编码器14、安全带27。

所述信号采集单元通过网络系统接收开关33、编码器14发出的信号，信号采集单元将信号传递给信号处理系统，信号处理单元通过内部程序运算输出控制底部铁芯8、线圈6得电、失电。

所述信号采集单元接收编码器14信号，开关33被触发，所以当秋千摆4移动，主动齿轮11带动从动齿轮20；信号处理系统接收信号采集单元的信息并向执行单元发出已设定的指令。

所述执行单元为铁芯8、线圈6、编码器14。

在使用时，所述秋千摆4的下端安装有活动椅面31，活动椅面31下端设有踏步38，秋千摆4的中部设有椅背5，摆轴套35与限位叉36之间设置有复位扭簧，由于秋千摆4的弯折结构由人体体重造成秋千摆4的倾斜，复位扭簧受压，即有人入座后秋千摆4的倾斜解除制动，人体离开活动椅面31，复位扭簧恢复，使得秋千摆4静止；

信号采集单元采集开关33、安全带27以及编码器14信息通过信号处理系统内部程序运算输出控制地台内部安装的铁芯8、线圈6得电、失电；观众坐到秋千的活动椅面31上并系好安全带27；握住座椅扶手上的触摸开关33，双脚向后蹬地，或其他观众帮忙推动秋千，使秋千得到初始动力后抬起双脚，体验电磁秋千带来的乐趣；如要停止秋千摆动，只需双手离开座椅扶手的触摸开关33，即可使秋千缓慢停止运动。