一种最速曲线及动势能实验平台的制作方法

1.本实用新型涉及科普展示设备，尤其涉及一种最速曲线及动势能实验平台。


背景技术：

2.一个质点在重力作用下，从一个给定点到不在它垂直下方的另一点，沿着最速曲线滑下所需时间最短，这条最速曲线是一条摆线，也称旋轮线，在最速曲线及动势能原理的科普展示活动中，其采用的最速曲线及动势能实验平台采用多个导向轨道作为导向结构，并采用小球作为实验物体，其未设置回收导槽及移送座架，在实验完成后，这些小球放回原位进行下一次实验的过程操作不便，并使得实验过程衔接不佳。因此，有必要对这种实验平台进行结构优化，以克服上述缺陷。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种最速曲线及动势能实验平台，以便于进行最速曲线及动势能实验。
4.本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种最速曲线及动势能实验平台，包括：
6.支撑装配组件，该支撑装配组件上具有安装空间；
7.实验导向组件，该实验导向组件安装于支撑装配组件上，其内部具有放置实验物体的空间，实验物体可沿实验导向组件从起点向终点运动；
8.回收导向组件，该回收导向组件安装于支撑装配组件上，其起点与实验导向组件的终点衔接，其终点与实验导向组件的起点位置对应，实验导向组件中的实验物体可进入回收导向组件中，并沿回收导向组件向实验导向组件的起点方向运动；
9.回收移送组件，该回收移送组件安装于支撑装配组件上，并与回收导向组件的终点及实验导向组件的起点衔接，回收导向组件中的实验物体可进入回收移送组件中，由回收移送组件将其移送至实验导向组件中；
10.操作控制组件，该操作控制组件安装于支撑装配组件上，并与回收移送组件及实验导向组件电连接，由操作控制组件对回收移送组件的运行状态进行控制，并对实验物体在实验导向组件中的运动状态进行检测。
11.支撑装配组件包括：
12.支撑底座，该支撑底座沿横向布置，其内部具有容纳回收导向组件的空间；
13.支撑立柱，该支撑立柱设有一组，各支撑立柱分别安装于支撑底座顶部，并向支撑底座上方延伸，实验导向组件安装于支撑立柱上；
14.支撑立架，该支撑立架安装于支撑底座顶部，并向支撑立架上方延伸，回收移送组件安装于支撑立架中。
15.实验导向组件包括：
16.高位导槽，该高位导槽安装于支撑立柱上，并沿直线延伸，其顶端位于支撑立架顶
部，其底端位于支撑底座顶部，实验物体可经高位导槽顶端运动至底端；
17.中位导槽，该中位导槽安装于支撑立柱上，并沿弧线延伸，其顶端位于支撑立架顶部，其底端位于支撑底座顶部，实验物体可经中位导槽顶端运动至底端；
18.低位导槽，该低位导槽安装于支撑立柱上，并沿旋轮线延伸，其顶端位于支撑立架顶部，其底端位于支撑底座顶部，实验物体可经低位导槽顶端运动至底端。
19.在本实用新型的一个实施例中，高位导槽、中位导槽及低位导槽分别采用一对导向侧板组装形成，导向侧板之间相互平行，并通过转接螺栓连接固定，支撑立柱顶部与转接螺栓连接，对导向侧板进行支撑定位，实验物体采用与高位导槽、中位导槽及低位导槽宽度适配的空心钢球充任。
20.回收导向组件包括：
21.回收导槽，该回收导槽设有一组，各回收导槽分别安装于支撑底座中，并位于高位导槽、中位导槽及低位导槽下方，其顶端与高位导槽、中位导槽及低位导槽的底端衔接，其底端延伸至支撑立架下方，高位导槽、中位导槽及低位导槽中的实验物体可沿回收导槽运动；
22.衔接挡板，该衔接挡板设有一组，各衔接挡板末端分别向上方弯折，其中部通过翻转销杆安装于回收导槽末端，并与回收移送组件配合，实验物体运动至衔接挡板处时，带动衔接挡板翻转，使其与回收移送组件衔接，并使实验物体进入回收移送组件中。
23.回收移送组件包括：
24.回收导柱，该回收导柱设有一对，各回收导柱分别安装于支撑立架中，并沿竖向延伸；
25.移送座架，该移送座架通过滑块安装于回收导柱上，可沿回收导柱上升或下降，移送座架上设有一组承托支板，可随移送座架一同上升或下降，各承托支板分别与回收导槽位置对应；
26.衔接托板，该衔接托板设有一组，各衔接托板分别通过翻转销杆安装于承托支板上，可随承托支板一同上升或下降，衔接挡板与衔接托板配合，衔接挡板翻转时，实验物体进入衔接托板上，各衔接托板末端分别设有触发撬杆，衔接托板及移送座架从回收导柱底部上升时，触发撬杆可带动衔接挡板翻转回复原位，衔接托板及移送座架上升至回收导柱顶部时，触发撬杆与高位导槽、中位导槽及低位导槽顶部抵接，使衔接托板翻转，并使实验物体进入高位导槽、中位导槽及低位导槽中；
27.移送丝杠，该移送丝杆安装于支撑立架中，并与回收导柱相互平行，移送座架与移送丝杠之间通过传动螺母配合，由移送丝杠带动移送座架上升或下降；
28.移送电机，该移送电机安装于支撑立架中，并通过传动结构与移送丝杠衔接，由移送电机带动移送丝杠运转。
29.操作控制组件包括：
30.操作平台，该操作平台安装于支撑底座顶部，其内部设置有与控制电路板电连接的启动按键、指示灯珠、显示屏幕及停止按键，移送电机与控制电路板电连接，可通过启动按键及停止按键对移送电机的运行状态进行控制；
31.光电传感器，该光电传感器设有一组，各光电传感器分别安装于高位导槽、中位导槽及低位导槽中，并通过信号线路与控制电路板电连接，由光电传感器对高位导槽、中位导
槽及低位导槽中实验物体的运动状态进行探测，并通过显示屏幕进行显示。
32.本实用新型的优点在于：
33.该最速曲线及动势能实验平台采用高位导槽、中位导槽及低位导槽构成形状不同的运动路径，对空心钢球的运动速度进行对比，以探究最速曲线的原理，同时在高位导槽、中位导槽及低位导槽下方设置回收导槽，高位导槽、中位导槽及低位导槽中的实验物体可沿回收导槽运动，还设置了安装于回收导柱上的移送座架，在移送座架的承托支板上设置可翻转的衔接托板，在移送电机及移送丝杠的驱动下，使实验物体进入高位导槽、中位导槽及低位导槽中，进行下一次实验，保证实验过程的连续性，操作便捷，有利于提升实验效率。
附图说明
34.图1是本实用新型提出的最速曲线及动势能实验平台的外部结构示意图；
35.图2是该最速曲线及动势能实验平台的内部结构示意图；
36.图3是回收移送组件的结构示意图。
具体实施方式
37.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.如图1～图3所示，本实用新型提出的最速曲线及动势能实验平台包括支撑装配组件、实验导向组件、回收导向组件、回收移送组件及操作控制组件，支撑装配组件上具有安装空间，实验导向组件安装于支撑装配组件上，其内部具有放置实验物体的空间，实验物体可沿实验导向组件从起点向终点运动，回收导向组件安装于支撑装配组件上，其起点与实验导向组件的终点衔接，其终点与实验导向组件的起点位置对应，实验导向组件中的实验物体可进入回收导向组件中，并沿回收导向组件向实验导向组件的起点方向运动，回收移送组件安装于支撑装配组件上，并与回收导向组件的终点及实验导向组件的起点衔接，回收导向组件中的实验物体可进入回收移送组件中，由回收移送组件将其移送至实验导向组件中，操作控制组件安装于支撑装配组件上，并与回收移送组件及实验导向组件电连接，由操作控制组件对回收移送组件的运行状态进行控制，并对实验物体在实验导向组件中的运动状态进行检测。
39.在本实施例中，支撑装配组件包括支撑底座110、支撑立柱120 及支撑立架130，支撑底座沿横向布置，其内部具有容纳回收导向组件的空间，支撑立柱设有一组，各支撑立柱分别安装于支撑底座顶部，并向支撑底座上方延伸，实验导向组件安装于支撑立柱上，支撑立架安装于支撑底座顶部，并向支撑立架上方延伸，回收移送组件安装于支撑立架中。
40.实验导向组件包括高位导槽210、中位导槽220及低位导槽230，高位导槽安装于支
撑立柱上，并沿直线延伸，其顶端位于支撑立架顶部，其底端位于支撑底座顶部，实验物体可经高位导槽顶端运动至底端，中位导槽安装于支撑立柱上，并沿弧线延伸，其顶端位于支撑立架顶部，其底端位于支撑底座顶部，实验物体可经中位导槽顶端运动至底端，低位导槽安装于支撑立柱上，并沿旋轮线延伸，其顶端位于支撑立架顶部，其底端位于支撑底座顶部，实验物体可经低位导槽顶端运动至底端。
41.在本实施例中，高位导槽、中位导槽及低位导槽分别采用一对导向侧板组装形成，导向侧板之间相互平行，并通过转接螺栓连接固定，支撑立柱顶部与转接螺栓连接，对导向侧板进行支撑定位，实验物体采用与高位导槽、中位导槽及低位导槽宽度适配的空心钢球充任。
42.回收导向组件包括回收导槽310及衔接挡板320，回收导槽设有一组，各回收导槽分别安装于支撑底座中，并位于高位导槽、中位导槽及低位导槽下方，其顶端与高位导槽、中位导槽及低位导槽的底端衔接，其底端延伸至支撑立架下方，高位导槽、中位导槽及低位导槽中的实验物体可沿回收导槽运动，衔接挡板设有一组，各衔接挡板末端分别向上方弯折，其中部通过翻转销杆安装于回收导槽末端，并与回收移送组件配合，实验物体运动至衔接挡板处时，带动衔接挡板翻转，使其与回收移送组件衔接，并使实验物体进入回收移送组件中。
43.回收移送组件包括回收导柱410、移送座架420、衔接托板430、移送丝杠440及移送电机450，回收导柱设有一对，各回收导柱分别安装于支撑立架中，并沿竖向延伸，移送座架通过滑块安装于回收导柱上，可沿回收导柱上升或下降，移送座架上设有一组承托支板，可随移送座架一同上升或下降，各承托支板分别与回收导槽位置对应，衔接托板设有一组，各衔接托板分别通过翻转销杆安装于承托支板上，可随承托支板一同上升或下降，衔接挡板与衔接托板配合，衔接挡板翻转时，实验物体进入衔接托板上，各衔接托板末端分别设有触发撬杆431，衔接托板及移送座架从回收导柱底部上升时，触发撬杆可带动衔接挡板翻转回复原位，衔接托板及移送座架上升至回收导柱顶部时，触发撬杆与高位导槽、中位导槽及低位导槽顶部抵接，使衔接托板翻转，并使实验物体进入高位导槽、中位导槽及低位导槽中，移送丝杆安装于支撑立架中，并与回收导柱相互平行，移送座架与移送丝杠之间通过传动螺母配合，由移送丝杠带动移送座架上升或下降，移送电机安装于支撑立架中，并通过传动结构与移送丝杠衔接，由移送电机带动移送丝杠运转。
44.操作控制组件包括操作平台510及光电传感器520，操作平台安装于支撑底座顶部，其内部设置有与控制电路板电连接的启动按键 511、指示灯珠512、显示屏幕513及停止按键514，移送电机与控制电路板电连接，可通过启动按键及停止按键对移送电机的运行状态进行控制，光电传感器设有一组，各光电传感器分别安装于高位导槽、中位导槽及低位导槽中，并通过信号线路与控制电路板电连接，由光电传感器对高位导槽、中位导槽及低位导槽中实验物体的运动状态进行探测，并通过显示屏幕进行显示。
45.该最速曲线及动势能实验平台采用高位导槽、中位导槽及低位导槽构成形状不同的运动路径，对空心钢球的运动速度进行对比，以探究最速曲线的原理，同时在高位导槽、中位导槽及低位导槽下方设置回收导槽，高位导槽、中位导槽及低位导槽中的实验物体可沿回收导槽运动，还设置了安装于回收导柱上的移送座架，在移送座架的承托支板上设置可翻转的衔接托板，在移送电机及移送丝杠的驱动下，使实验物体进入高位导槽、中位导槽
及低位导槽中，进行下一次实验，保证实验过程的连续性，操作便捷，有利于提升实验效率。
46.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。