專利名稱：一種自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及教學(xué)實(shí)驗(yàn)用具，具體地，涉及一種自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，中小學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的能量守恒定律的實(shí)驗(yàn)使用的方法，仍采用小車高處下落實(shí)驗(yàn)方法，用此種方法來探究功與物體速度變化的關(guān)系，該方法使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中既無法體會(huì)能量的真實(shí)存在性，更不能直觀的看到能量的變化，因此對(duì)能量守恒定律只能停留在課本理論知識(shí)和試題演算的層次，對(duì)于能量在實(shí)際的應(yīng)用幾乎是空白。目前我國大力倡導(dǎo)應(yīng)用教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)手實(shí)踐，一套能夠使理論和實(shí)際相結(jié)合，又能使學(xué)生親身體驗(yàn)?zāi)芰看嬖诘慕虒W(xué)設(shè)備將是廣大學(xué)生的得力幫手。在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在直觀性差和體驗(yàn)不深刻等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)上述問題，提出一種自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)直觀性好和體驗(yàn)深刻的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括車體裝置，安裝在所述車體裝置頭部的人機(jī)交互單元和由不同功率的多個(gè)指示燈組成的指示燈組，安裝在所述車體裝置主體部位的發(fā)電機(jī)和主控單元；所述主控單元，分別與人機(jī)交互單元、指示燈組合發(fā)電機(jī)連接。進(jìn)一步地，所述車體裝置為健身車車體，所述健身車車體包括支架、安裝在所述支架前端的車頭、以及安裝在所述支架主體部位的車身；所述人機(jī)交互單元安裝在車頭，通過通信數(shù)據(jù)總線與主控單元連接；所述發(fā)電機(jī)和主控單元安裝在車身，發(fā)電機(jī)采用多楔傳動(dòng)方式進(jìn)行傳動(dòng)。進(jìn)一步地，所述車頭，包括用于安裝人機(jī)交互單元的控制盒，用于用戶手扶的一字把手，與所述一字把手配合設(shè)置的扶手管，以及設(shè)置在控制盒和車身中主控單元之間的儀表管；所述扶手管和儀表管，分別與所述控制盒連接；所述車身，包括主車身，安裝在所述主車身上方的車座，安裝在所述主車身下方的腳踏板，安裝在所述車座和主車身之間的底座調(diào)節(jié)管，以及分別安裝在所述腳踏板前后方的前底腳管和后底腳管。進(jìn)一步地，所述人機(jī)交互單元，包括顯示控制主芯片，用作人機(jī)交互界面、參數(shù)的傳遞和顯示界面的液晶顯示屏，以及用作啟動(dòng)或停止的開關(guān)；所述液晶顯示屏和開關(guān)，分別通過顯示控制主芯片，與主控單元連接。進(jìn)一步地，所述主控單元，包括主控電路，以及分別與所述主控電路連接的主電電路和電檢測(cè)反饋電路。進(jìn)一步地，所述主控電路，包括依次連接在所述主電電路和指示燈組之間的主控芯片、PID算法模塊、PWM驅(qū)動(dòng)電路和DC/DC控制器，以及連接在所述DC/DC控制器和主控芯片之間的電檢測(cè)反饋電路。進(jìn)一步地，所述PWM驅(qū)動(dòng)電路，包括功率MOS管，以及與所述功率MOS管的輸出級(jí)匹配連接的光耦芯片。進(jìn)一步地，所述主電電路，包括連接在發(fā)電機(jī)輸出端和主控電路之間的整流橋模塊。進(jìn)一步地，所述電檢測(cè)反饋電路，包括依次連接的A/D采樣模塊、檢測(cè)模塊和反饋模塊。本實(shí)用新型各實(shí)施例的自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由于包括車體裝置，安裝在車體裝置頭部的人機(jī)交互單元和由不同功率的多個(gè)指示燈組成的指示燈組，安裝在車體裝置主體部位的發(fā)電機(jī)和主控單元；主控單元，分別與人機(jī)交互單元、指示燈組合發(fā)電機(jī)連接； 可以根據(jù)每個(gè)人不同的蹬車體裝置速度，實(shí)時(shí)數(shù)字顯示所發(fā)出的能量大小，又通過輸出端不同功率的指示燈的點(diǎn)亮，使人通過蹬車體裝置直觀的體驗(yàn)轉(zhuǎn)速越快，能點(diǎn)亮的指示燈越多，對(duì)能量的體會(huì)越清晰；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中直觀性差和體驗(yàn)不深刻的缺陷，以實(shí)現(xiàn)直觀性好和體驗(yàn)深刻的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型而了解。下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中圖I為本實(shí)用新型自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2a-圖2i為本實(shí)用新型自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中主控電路的電氣原理示意圖；圖3a-圖3k為本實(shí)用新型自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中主電電路的電氣原理示意圖；圖4為本實(shí)用新型自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中控制單元的電氣原理示意圖。結(jié)合附圖，本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下I-控制盒；2_扶手管；3_儀表管；4_主車身；5_前底腳管；6_后底腳管；7_腳踏板；8-底座調(diào)節(jié)管；9_車座；10-—字把手。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，提供了一種自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。如圖I-圖4所示，本實(shí)施例包括車體裝置，安裝在車體裝置頭部的人機(jī)交互單元和由不同功率的多個(gè)指示燈組成的指示燈組，安裝在車體裝置主體部位的發(fā)電機(jī)和主控單元；主控單元，分別與人機(jī)交互單元、指示燈組合發(fā)電機(jī)連接。[0029]具體地，上述車體裝置為健身車車體，健身車車體包括支架、安裝在支架前端的車頭、以及安裝在支架主體部位的車身；人機(jī)交互單元安裝在車頭，通過通信數(shù)據(jù)總線與主控單元連接；發(fā)電機(jī)和主控單元安裝在車身，發(fā)電機(jī)采用多楔傳動(dòng)方式進(jìn)行傳動(dòng)，傳動(dòng)穩(wěn)定、無滑移、瞬時(shí)速度均勻，速比范圍大、傳動(dòng)噪聲小。車頭，包括用于安裝人機(jī)交互單元的控制盒(如控制盒I)，用于用戶手扶的一字把手(如一字把手10)，與一字把手配合設(shè)置的扶手管(如扶手管2)，以及設(shè)置在控制盒和車身中主控單元之間的儀表管(如儀表管3);扶手管和儀表管，分別與控制盒連接；車身，包括主車身(如主車身4)，安裝在主車身上方的車座(如車座9)，安裝在主車身下方的腳踏板(如腳踏板7)，安裝在車座和主車身之間的底座調(diào)節(jié)管(如底座調(diào)節(jié)管8)，以及分別安裝在腳踏板前后方的前底腳管(如前底腳管5)和后底腳管(如后底腳管6)。上述人機(jī)交互單元，包括顯示控制主芯片，用作人機(jī)交互界面、參數(shù)的傳遞和顯示界面的液晶顯示屏，以及用作啟動(dòng)或停止的開關(guān)；液晶顯示屏和開關(guān)，分別通過顯示控制主芯片，與主控單元連接；可以通過軟件控制顯示控制主芯片，通過RS232串口，控制液晶顯示屏作為人機(jī)交流界面；液晶顯示屏由主控芯片通過RS232串口及電阻、電容連接組成，可以作為液晶屏存儲(chǔ)器，采用非易失存觸器，采用串行方式與顯示控制主芯片相連。主控單 元，包括主控電路，以及分別與主控電路連接的主電電路和電檢測(cè)反饋電路。主電電路，包括連接在發(fā)電機(jī)輸出端和主控電路之間的整流橋模塊。電檢測(cè)反饋電路，包括依次連接的A/D采樣模塊、檢測(cè)模塊和反饋模塊。具體實(shí)施時(shí)，主控電路的電氣原理，可參見圖2a_圖2i ;主電電路的電氣原理，可參見圖3a-圖3k。上述主控電路，包括依次連接在主電電路和指示燈組之間的主控芯片、PID算法模塊、PWM驅(qū)動(dòng)電路和DC/DC控制器，以及連接在DC/DC控制器和主控芯片之間的電檢測(cè)反饋電路。PWM驅(qū)動(dòng)電路，包括功率MOS管，以及與功率MOS管的輸出級(jí)匹配連接的光耦芯片。上述實(shí)施例的自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可以用作自發(fā)電能量轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)設(shè)施，能夠使理論和實(shí)際相結(jié)合，又能使學(xué)生親自動(dòng)手體驗(yàn)?zāi)芰看嬖?；可以根?jù)每個(gè)人不同的蹬車體裝置速度，實(shí)時(shí)數(shù)字顯示所發(fā)出的能量大小，又通過輸出端不同功率的指示燈的點(diǎn)亮，使人通過蹬車體裝置直觀的體驗(yàn)轉(zhuǎn)速越快，能點(diǎn)亮的燈越多，對(duì)能量的體會(huì)越清晰。上述實(shí)施例的自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以準(zhǔn)確采集發(fā)電車輸出電流和電壓的大小，通過電檢測(cè)反饋電路傳給控制單元，由控制單元通過PID運(yùn)算，在液晶顯示屏上顯示出電壓值、電流值和電能值，同時(shí)主控芯片發(fā)出PWM波控制主電電路中的功率MOS管發(fā)出穩(wěn)定的直流電壓，電燈組通過電阻和繼電器的配合，控制輸出端不同功率的指示燈發(fā)光，從而體驗(yàn)蹬車體裝置越快，動(dòng)能越大，發(fā)出的電能越強(qiáng)的原理。上述實(shí)施例的自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，控制單元包括整流橋模塊、DC/DC控制器、人機(jī)交互單元、作為負(fù)載的電燈組和輸出接頭，其中整流橋模塊將交流發(fā)電機(jī)整流為直流；DC/DC控制器按照系統(tǒng)要求對(duì)電壓或電流進(jìn)行穩(wěn)定控制；人機(jī)交互單元屬于人機(jī)交互，進(jìn)行信息顯示；電燈組根據(jù)需要將多余的能量消耗；其工作原理為人蹬車體裝置，主控制芯片將采集的數(shù)據(jù)分解后向DC/DC控制器下達(dá)控制參數(shù)，DC/DC控制器按照系統(tǒng)設(shè)定進(jìn)行控制。最后應(yīng)說明的是以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征 進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括車體裝置，安裝在所述車體裝置頭部的人機(jī)交互單元和由不同功率的多個(gè)指示燈組成的指示燈組，安裝在所述車體裝置主體部位的發(fā)電機(jī)和主控單元；所述主控單元，分別與人機(jī)交互單元、指示燈組和發(fā)電機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述車體裝置為健身車車體，所述健身車車體包括支架、安裝在所述支架前端的車頭、以及安裝在所述支架主體部位的車身； 所述人機(jī)交互單元安裝在車頭，通過通信數(shù)據(jù)總線與主控單元連接；所述發(fā)電機(jī)和主控單元安裝在車身，發(fā)電機(jī)采用多楔傳動(dòng)方式進(jìn)行傳動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述車頭，包括用于安裝人機(jī)交互單元的控制盒，用于用戶手扶的一字把手，與所述一字把手配合設(shè)置的扶手管，以及設(shè)置在控制盒和車身中主控單元之間的儀表管；所述扶手管和儀表管，分別與所述控制盒連接； 所述車身，包括主車身，安裝在所述主車身上方的車座，安裝在所述主車身下方的腳踏板，安裝在所述車座和主車身之間的底座調(diào)節(jié)管，以及分別安裝在所述腳踏板前后方的前底腳管和后底腳管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)交互單元，包括顯示控制主芯片，用作人機(jī)交互界面、參數(shù)的傳遞和顯示界面的液晶顯示屏，以及用作啟動(dòng)或停止的開關(guān)；所述液晶顯示屏和開關(guān)，分別通過顯示控制主芯片，與主控單元連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述主控單元，包括主控電路，以及分別與所述主控電路連接的主電電路和電檢測(cè)反饋電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述主控電路，包括依次連接在所述主電電路和指示燈組之間的主控芯片、PID算法模塊、PWM驅(qū)動(dòng)電路和DC/DC控制器，以及連接在所述DC/DC控制器和主控芯片之間的電檢測(cè)反饋電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述PWM驅(qū)動(dòng)電路，包括功率MOS管，以及與所述功率MOS管的輸出級(jí)匹配連接的光耦芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述主電電路，包括連接在發(fā)電機(jī)輸出端和主控電路之間的整流橋模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述電檢測(cè)反饋電路，包括依次連接的A/D采樣模塊、檢測(cè)模塊和反饋模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括車體裝置，安裝在所述車體裝置頭部的人機(jī)交互單元和由不同功率的多個(gè)指示燈組成的指示燈組，安裝在所述車體裝置主體部位的發(fā)電機(jī)和主控單元；所述主控單元，分別與人機(jī)交互單元、指示燈組合發(fā)電機(jī)連接。本實(shí)用新型所述自發(fā)電式發(fā)電車實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中直觀性差和體驗(yàn)不深刻等缺陷，以實(shí)現(xiàn)直觀性好和體驗(yàn)深刻的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G09B23/18GK202736363SQ20122037938
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者李剛 申請(qǐng)人:北京東展科博電子有限公司