本實用新型涉及一種物理教學(xué)用具，具體地說是一種力的分解教學(xué)演示裝置。

背景技術(shù)：

學(xué)生們在學(xué)習(xí)書本知識時，輔助于教學(xué)教具和實驗裝置，對加深所學(xué)知識的理解和掌握是有極大幫助的，尤其是對初次接觸學(xué)習(xí)物理關(guān)于力的分解相關(guān)知識的學(xué)生來說，物理隨堂實驗裝置是非常必須的。而在現(xiàn)有的物理教學(xué)中，就缺少這樣的物理隨堂實驗裝置，老師要么完全依靠書本知識進行教學(xué)，要么自己制作一些不規(guī)范的自制物理教具來幫助學(xué)生理解物理知識，無論是教具的可靠性以及實際的教學(xué)目的都達(dá)不到理想的效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題，是提供一種力的分解教學(xué)演示裝置，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題。

本實用新型為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種力的分解教學(xué)演示裝置，包括底座和固定于所述底座上的背板，所述背板的一個平面從上至下依次固定有重塊艙、角度傳感器以及顯示屏，所述重塊艙內(nèi)配置有X向受力傳感器、Y向受力傳感器以及重塊，所述X向受力傳感器設(shè)置于所述重塊艙和所述背板相鄰的一個側(cè)壁與所述重塊相對應(yīng)的側(cè)壁之間，所述Y向受力傳感器設(shè)置于所述重塊艙底壁與所述重塊底部之間，所述重塊艙下端固連有重塊艙銷軸，所述重塊艙銷軸貫穿于所述背板且與裝配于所述背板另一個平面上的傳動機構(gòu)固連，所述傳動機構(gòu)與裝配于所述背板上的驅(qū)動機構(gòu)連接，所述背板或所述底座上還固定有線路控制板和電池組，所述線路控制板通過導(dǎo)線組與所述電池組、所述顯示屏以及各個傳感器連接。

根據(jù)本實用新型實施例的一種力的分解教學(xué)演示裝置，通過設(shè)置底座、背板，在背板的一面集成重塊艙、重塊、顯示屏、傳感器，在背板的另一側(cè)集成傳動機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)以及線路控制板、電池組、導(dǎo)線組等，充分利用了背板兩側(cè)的空間，其整體結(jié)構(gòu)緊湊。在進行教學(xué)演示時，調(diào)整驅(qū)動機構(gòu)通過傳動機構(gòu)帶動重塊艙轉(zhuǎn)動，并通過傳感器檢測受力將結(jié)果經(jīng)線路控制板處理后顯示在顯示屏上。其操作簡單，并可直觀體現(xiàn)實驗過程。因此，本實用新型可達(dá)到理想的教學(xué)目的。

作為限定，所述重塊艙銷軸與所述重塊艙之間固連有加強板，所述加強板為三條，三條所述加強板分別自所述重塊艙銷軸延伸至所述重塊艙底面的兩個端部以及中間位置。

作為另一種限定，所述背板上還設(shè)置有限位銷，所述限位銷在所述背板上的高度高于所述重塊艙銷軸低于所述重塊艙的初始豎直位置的底面，且所述限位銷靠近于連接在所述重塊艙底面一個端部的加強板。

作為另一種限定，所述顯示屏包括X向受力顯示屏、Y向受力顯示屏以及旋轉(zhuǎn)角度顯示屏，所述X向受力顯示屏、Y向受力顯示屏以及旋轉(zhuǎn)角度顯示屏并排安裝于顯示屏框架中，所述顯示屏框架與所述背板粘貼固定。

作為另一種限定，所述傳動機構(gòu)包括與所述重塊艙銷軸固連的從動齒輪以及和所述從動齒輪嚙合的主動齒輪。所述從動齒輪的外徑大于所述主動齒輪的外徑。

作為更進一步的限定，所述從動齒輪（711）與所述主動齒輪（712）的傳動比在5與8之間。

作為限定，所述驅(qū)動機構(gòu)包括操縱搖臂軸、搖臂連接板以及搖臂手柄，所述主動齒輪與所述操縱搖臂軸的中部固連，所述操縱搖臂軸的一個端部與所述背板通過軸承連接且另一個端部與所述搖臂連接板的一個端部固連，所述搖臂連接板的另一個端部與所述搖臂手柄固連。

作為另一種限定，所述導(dǎo)線組包括傳感器導(dǎo)線和顯示屏導(dǎo)線，所述線路控制板固定在所述背板的另一個平面上并通過所述傳感器導(dǎo)線和所述顯示屏導(dǎo)線分別與各個傳感器以及所述顯示屏連接。

作為更進一步的限定，所述電池組固定在所述背板另一個平面所對應(yīng)的所述底座上，所述導(dǎo)線組還包括供電導(dǎo)線，所述線路控制板通過所述供電導(dǎo)線與所述電池組連接。

本實用新型由于采用了上述的結(jié)構(gòu)，其與現(xiàn)有技術(shù)相比，所取得的技術(shù)進步在于：

（1）本實用新型能夠演示力的分解教學(xué)內(nèi)容，通過采集縱向受力傳感器信號、橫向受力傳感器信號，及傾斜角度傳感器信號，經(jīng)線路控制板的ECU進行處理并最終顯示在顯示屏上，通過動態(tài)操縱搖臂軸，實現(xiàn)傾斜角度的改變，并動態(tài)顯示受力及角度信息，生動形象的展示出力的分解過程，讓學(xué)生更加深刻的理解教學(xué)內(nèi)容和提升學(xué)習(xí)效果。

（2）本實用新型在背板的一面集成重塊艙、重塊、顯示屏、傳感器，在背板的另一面集成傳動機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)以及線路控制板、電池組、導(dǎo)線組等，充分利用了背板兩側(cè)的空間，其整體結(jié)構(gòu)緊湊，很好的利用了背板的現(xiàn)有空間，集成度高，攜帶方便且易操作。

綜上，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，能夠滿足物理教學(xué)需求，并能達(dá)到很好的教學(xué)效果。

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。

圖1為本實用新型實施例所述的整體結(jié)構(gòu)一個方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例所述的整體結(jié)構(gòu)又一個方向的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例所述的重塊艙的結(jié)構(gòu)示意圖。

在附圖中：1、背板；2、底座；3、重塊艙；311、加強板；312、重塊艙銷軸；321、 X向受力傳感器；322、Y向受力傳感器；323、角度傳感器；4、重塊；5、限位銷；6、顯示屏； 611、X向受力顯示屏；612、Y向受力顯示屏；613、旋轉(zhuǎn)角度顯示屏；7、傳動機構(gòu)；711、從動齒輪；712、主動齒輪；8、驅(qū)動機構(gòu)；811、操縱搖臂軸；812、搖臂連接板；813、搖臂手柄；9、線路控制板；10、電池組；11、導(dǎo)線組；111、傳感器導(dǎo)線；112、顯示屏導(dǎo)線；113、供電導(dǎo)線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，進一步闡述本實用新型。在下面的詳細(xì)描述中，只通過說明的方式描述了本實用新型的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在不偏離本實用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護范圍。

如圖1、圖2、圖3所示，根據(jù)本實用新型實施例的力的分解教學(xué)演示裝置，包括底座2和固定于所述底座2上的背板1，所述背板1的一個平面從上至下依次固定有重塊艙3、角度傳感器323以及顯示屏6，所述重塊艙3內(nèi)配置有X向受力傳感器321、Y向受力傳感器322以及重塊4，所述X向受力傳感器321設(shè)置于所述重塊艙3和所述背板1相鄰的一個側(cè)壁與所述重塊4相對應(yīng)的側(cè)壁之間，所述Y向受力傳感器322設(shè)置于所述重塊艙3底壁與所述重塊4底部之間，所述重塊艙3下端固連有重塊艙銷軸312，所述重塊艙銷軸312貫穿于所述背板1且與裝配于所述背板1另一個平面上的傳動機構(gòu)7固連，所述傳動機構(gòu)7與裝配于所述背板1上的驅(qū)動機構(gòu)8連接，所述背板1或所述底座2上還固定有線路控制板9和電池組10，所述線路控制板9通過導(dǎo)線組11與所述電池組10、所述顯示屏6以及各個傳感器連接。

在本實用新型中，通過底座2放置于演示桌面上，背板1固定于底座2上，顯示屏6、重塊艙3、傳動機構(gòu)7、驅(qū)動機構(gòu)8、線路控制板9等部件固定于背板1上，并通過固定于底座2上的電池組10為系統(tǒng)供電。實驗時，調(diào)節(jié)驅(qū)動機構(gòu)8帶動傳動機構(gòu)7實現(xiàn)重塊艙3的角度變化，此時安裝于重塊艙3內(nèi)的X向受力傳感器321、Y向受力傳感器322檢測受力，通過安裝于背板1上的旋轉(zhuǎn)角度傳感器323檢測重塊艙3旋轉(zhuǎn)角度，并將結(jié)果通過線路控制板9的處理后顯示在顯示屏6上達(dá)到演示效果。

進一步地，如圖1、圖3所示，所述重塊艙銷軸312與所述重塊艙3之間固連有加強板311，所述加強板311為三條，三條所述加強板311分別自所述重塊艙銷軸312延伸至所述重塊艙3底面的兩個端部以及中間位置。

在本實用新型的實施例中，重塊艙3采用板材焊接方式成型，下部設(shè)置三處加強板311，通過加強板311與重塊艙銷軸312連接，重塊艙銷軸312穿過背板1與傳動機構(gòu)7連接，并隨其轉(zhuǎn)動，因此，三處加強板311的設(shè)計保證了重塊艙整體結(jié)構(gòu)強度及整套機構(gòu)的工作可靠性。

進一步地，如圖1所示，所述背板1上還設(shè)置有限位銷5，所述限位銷5在所述背板1上的高度高于所述重塊艙銷軸312低于所述重塊艙3的初始豎直位置的底面，且所述限位銷靠近于連接在所述重塊艙3底面一個端部的加強板311

本實用新型的實施例中，限位銷5固定于背板1上，且限位銷5在背板上的水平高度高于重塊艙銷軸312且低于重塊艙3初始豎直位置的底面，同時為了達(dá)到可靠的限位功能，限位銷5應(yīng)靠近于連接在重塊艙3底面一個端部的加強板311，這樣在重塊艙3旋轉(zhuǎn)角度過大時，可通過加強板311與限位銷5接觸，以防止重塊艙艙體傾斜過大，導(dǎo)致重塊4跌落，導(dǎo)致實驗失敗。

進一步地，如圖1所示，所述顯示屏包括X向受力顯示屏611、Y向受力顯示屏612以及旋轉(zhuǎn)角度顯示屏613，所述X向受力顯示屏611、Y向受力顯示屏612以及旋轉(zhuǎn)角度顯示屏613并排安裝于顯示屏框架中，所述顯示屏框架與所述背板1粘貼固定。

這樣，顯示屏6由X向受力顯示屏611、Y向受力顯示屏612、旋轉(zhuǎn)角度顯示屏613組成，三塊顯示屏通過顯示屏框架粘接于背板1上，同時通過顯示屏導(dǎo)線112穿過背板1與線路控制板9連接，分別顯示X向受力分解數(shù)值、Y向受力分解數(shù)值和重物艙旋轉(zhuǎn)角度數(shù)值，如此，三個數(shù)值分別顯示在三塊顯示屏上，實驗效果更加直觀。

進一步地，如圖2所示，所述傳動機構(gòu)7包括與所述重塊艙銷軸312固連的從動齒輪711以及和所述從動齒輪711嚙合的主動齒輪712。所述從動齒輪711的外徑大于所述主動齒輪712的外徑。

優(yōu)選地，所述從動齒輪711與所述主動齒輪712的傳動比在5與8之間。

在本實用新型的實施例中，從動齒輪711固定于重塊艙銷軸312且與主動齒輪712嚙合，主動齒輪712與驅(qū)動機構(gòu)8連接，當(dāng)驅(qū)動機構(gòu)8帶動主動齒輪712轉(zhuǎn)動時，與主動齒輪712嚙合的從動齒輪711隨之轉(zhuǎn)動，進而通過重塊艙銷軸312控制重塊艙3進行旋轉(zhuǎn)，為了實現(xiàn)更好的操縱和便捷的控制，本實用新型將從動齒輪711與主動齒輪712的傳動比設(shè)置在5與8之間，這樣，在主動齒輪712轉(zhuǎn)動時，從動齒輪711轉(zhuǎn)動速度較小，如此可方便對重塊艙3的旋轉(zhuǎn)角度進行控制，便于學(xué)生進行觀察。

優(yōu)選地，如圖2所示，所述驅(qū)動機構(gòu)8包括操縱搖臂軸811、搖臂連接板812以及搖臂手柄813，所述主動齒輪712與所述操縱搖臂軸811的中部固連，所述操縱搖臂軸811的一個端部與所述背板1通過軸承連接且另一個端部與所述搖臂連接板812的一個端部固連，所述搖臂連接板812的另一個端部與所述搖臂手柄813固連。

這樣，驅(qū)動機構(gòu)由操縱搖臂軸811、搖臂連接板812以及搖臂手柄813組成，實驗時，手動操縱搖臂手柄813即可通過搖臂連接板812、操縱搖臂軸811帶動齒輪組動作，進而實現(xiàn)控制重塊艙3的旋轉(zhuǎn)角度。

優(yōu)選地，如圖2所示，所述導(dǎo)線組包括傳感器導(dǎo)線111和顯示屏導(dǎo)線112，所述線路控制板9固定在所述背板1的另一個平面上并通過所述傳感器導(dǎo)線111和所述顯示屏導(dǎo)線112分別與各個傳感器以及所述顯示屏6連接。

進一步地，如圖2所示，所述電池組10固定在所述背板1另一個平面所對應(yīng)的所述底座2上，所述導(dǎo)線組11還包括供電導(dǎo)線113，所述線路控制板9通過所述供電導(dǎo)線113與所述電池組10連接。

這樣，線路控制板9固定在所述背板1的另一個側(cè)面上，電池組10固定在背板1另一個平面所對應(yīng)的底座2上，線路控制板9通過導(dǎo)線組11與顯示屏6、電池組10以及各傳感器相連接，如此，導(dǎo)線組的布置更加簡單方便，線路走向更加清晰，在實驗時線路控制板9、電池組10、導(dǎo)線組11均不在學(xué)生視野范圍內(nèi)，更進一步保證了實驗效果。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的構(gòu)思和原則的前提下所做出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實用新型保護的范圍。