本實(shí)用新型涉及物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種物理實(shí)驗(yàn)用智能化彈力演示儀。

背景技術(shù)：

彈力是指物體受外力作用發(fā)生形變后，若撤去外力，物體能回復(fù)原來形狀的力，它的方向跟使物體產(chǎn)生形變的外力的方向相反，因物體的形變有多種多樣，所以產(chǎn)生的彈力也有各種不同的形式，不僅塑料、彈簧等能夠發(fā)生形變，任何物體都能夠發(fā)生形變，不發(fā)生形變的物體是不存在的，不過有的形變比較明顯，能直接見到；有的形變相當(dāng)微小，必須用儀器才能覺察出來。

目前，在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，彈力演示實(shí)驗(yàn)也是較為重要的一個實(shí)驗(yàn)，老師大多是通過在課堂上進(jìn)行抽象的講解，學(xué)生接收困難，教學(xué)效果較差，有的老師也會通過現(xiàn)有的一些彈力演示儀進(jìn)行彈力演示，來輔助教學(xué)；然而，現(xiàn)有的彈力演示儀結(jié)構(gòu)單一，只能人為的演示彈力對物體產(chǎn)生的作用效果，達(dá)不到智能化演示彈力和測量驗(yàn)證彈力數(shù)值的目的，不能使學(xué)生更好的理解和掌握彈力相關(guān)的知識。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種物理實(shí)驗(yàn)用智能化彈力演示儀，解決了結(jié)構(gòu)單一，只能人為的演示彈力對物體產(chǎn)生的作用效果，不能實(shí)現(xiàn)智能化演示彈力和測量彈力數(shù)值的問題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種物理實(shí)驗(yàn)用智能化彈力演示儀，包括機(jī)箱、實(shí)驗(yàn)板和導(dǎo)軌，所述機(jī)箱內(nèi)壁的底部與電機(jī)的底部通過連接塊固定連接，所述電機(jī)輸出軸上套設(shè)有第一錐齒輪，所述機(jī)箱內(nèi)壁的底部分別固定安裝有軸承座和導(dǎo)桿，所述軸承座的內(nèi)部轉(zhuǎn)動連接有絲桿所述絲桿靠近軸承座的一端的表面套設(shè)有第二錐齒輪，所述第二錐齒輪與第一錐齒輪相互嚙合，所述機(jī)箱內(nèi)壁的兩側(cè)均固定安裝有固定塊，所述絲桿遠(yuǎn)離軸承座的一端與固定塊的底部通過軸承轉(zhuǎn)動連接，所述絲桿的外表面螺紋連接有升降塊，且升降塊的一側(cè)與電動伸縮桿的一端固定連接，所述電動伸縮桿的另一端與U型卡塊的一側(cè)固定連接，所述實(shí)驗(yàn)板頂部和底部的兩側(cè)均開設(shè)有通孔，且通孔的內(nèi)表面與導(dǎo)桿的外表面滑動連接，所述實(shí)驗(yàn)板的底部與機(jī)箱內(nèi)壁的底部通過實(shí)驗(yàn)彈簧固定連接，所述實(shí)驗(yàn)板的頂部固定安裝有頂塊，所述機(jī)箱內(nèi)壁的頂部與導(dǎo)軌的頂端固定連接，所述導(dǎo)軌的一側(cè)開設(shè)有導(dǎo)向槽，且導(dǎo)向槽的內(nèi)壁與T型滑塊的一側(cè)滑動連接，所述T型滑塊遠(yuǎn)離導(dǎo)軌的一端分別于實(shí)驗(yàn)塊的兩側(cè)固定連接，所述實(shí)驗(yàn)塊的背面與遮光板的一側(cè)通過連接桿固定連接，所述機(jī)箱內(nèi)壁的頂部且位于導(dǎo)軌之間固定安裝有緩沖墊，所述機(jī)箱內(nèi)壁的兩側(cè)與導(dǎo)軌的遠(yuǎn)離T型滑塊的一側(cè)通過固定桿固定連接，所述機(jī)箱的正面設(shè)置有透明玻璃窗，且透明玻璃窗上刻有刻度，所述機(jī)箱的正面分別固定安裝有數(shù)字計時器、控制開關(guān)和電源模塊，所述機(jī)箱的內(nèi)部分別設(shè)置有光電門傳感器和單片機(jī)，所述控制開關(guān)和光電門傳感器的輸出端均與單片機(jī)的輸入端連接，且單片機(jī)的輸出端分別與電機(jī)、電動伸縮桿和數(shù)字計時器的輸入端連接。

優(yōu)選的，所述數(shù)字計時器包括第一數(shù)字計時器、第二數(shù)字計時器和第三數(shù)字計時器，所述第一數(shù)字計時器、第二數(shù)字計時器和第三數(shù)字計時器的輸入端均與單片機(jī)的輸出端連接。

優(yōu)選的，所述控制開關(guān)包括伸出控制開關(guān)、擠壓控制開關(guān)和復(fù)位控制開關(guān)，所述伸出控制開關(guān)、擠壓控制開關(guān)和復(fù)位控制開關(guān)的輸出端均與單片機(jī)的輸入端連接。

優(yōu)選的，所述光電門傳感器包括第一光電門傳感器和第二光電門傳感器，所述第一光電門傳感器和第二光電門傳感器的輸出端均與單片機(jī)的輸入端連接。

優(yōu)選的，所述單片機(jī)的輸入端與電源模塊的輸出端電性連接，且電源模塊的輸出端分別與控制開關(guān)和光電門傳感器的輸入端電性連接。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)軌的底端固定安裝有彈性橡膠塊。

優(yōu)選的，所述機(jī)箱內(nèi)壁的兩側(cè)均固定安裝有滑軌，且滑軌上滑動連接有與其相適配的滑塊，所述滑塊遠(yuǎn)離滑軌的一側(cè)與升降塊遠(yuǎn)離電動伸縮桿的一側(cè)固定連接。

優(yōu)選的，所述機(jī)箱的頂部固定安裝有機(jī)箱把手。

(三)有益效果

本實(shí)用新型提供了一種物理實(shí)驗(yàn)用智能化彈力演示儀。具備以下有益效果：

(1)、該物理實(shí)驗(yàn)用智能化彈力演示儀，通過實(shí)驗(yàn)板、導(dǎo)軌、實(shí)驗(yàn)彈簧、電機(jī)、電動伸縮桿、實(shí)驗(yàn)塊、控制開關(guān)和單片機(jī)等結(jié)構(gòu)，達(dá)到了智能化演示彈力的目的，通過控制開關(guān)分別控制電機(jī)和電動伸縮桿動作，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)彈簧將實(shí)驗(yàn)塊彈起的效果，從而達(dá)到了演示彈力的目的，這樣很好的方便了老師演示彈力，縮短了演示時間，使學(xué)生更快速、更直觀的理解和掌握彈力相關(guān)的知識。

(2)、該物理實(shí)驗(yàn)用智能化彈力演示儀，通過遮光板、透明玻璃窗、刻度、數(shù)字計時器、光電門傳感器等結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了測量彈力數(shù)值和對測量的彈力數(shù)值進(jìn)行驗(yàn)證分析，使學(xué)生更好的理解和學(xué)習(xí)彈力，為學(xué)生解決彈力的相關(guān)問題更加有益。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型內(nèi)部剖視圖；

圖3為本實(shí)用新型側(cè)面剖視圖；

圖4為本實(shí)用新型導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型A-A局部放大圖；

圖6為本實(shí)用新型工作原理框圖。

圖中：1機(jī)箱、2實(shí)驗(yàn)板、3導(dǎo)軌、4電機(jī)、5第一錐齒輪、6軸承座、7導(dǎo)桿、8絲桿、9第二錐齒輪、10固定塊、11升降塊、12電動伸縮桿、13 U型卡塊、14通孔、15實(shí)驗(yàn)彈簧、16頂塊、17導(dǎo)向槽、18 T型滑塊、19實(shí)驗(yàn)塊、20遮光板、21緩沖墊、22固定桿、23透明玻璃窗、24刻度、25數(shù)字計時器、251第一數(shù)字計時器、252第二數(shù)字計時器、253第三數(shù)字計時器、26控制開關(guān)、261伸出控制開關(guān)、262擠壓控制開關(guān)、263復(fù)位控制開關(guān)、27電源模塊、28光電門傳感器、281第一光電門傳感器、282第二光電門傳感器、29單片機(jī)、30彈性橡膠塊、31滑軌、32滑塊、33機(jī)箱把手。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請參閱圖1-6，本實(shí)用新型提供一種技術(shù)方案：一種物理實(shí)驗(yàn)用智能化彈力演示儀，包括機(jī)箱1、實(shí)驗(yàn)板2和導(dǎo)軌3，機(jī)箱1內(nèi)壁的底部與電機(jī)4的底部通過連接塊固定連接，機(jī)箱1的頂部固定安裝有機(jī)箱把手33，機(jī)箱把手33可方便使用者移動和搬運(yùn)該演示儀，電機(jī)4輸出軸上套設(shè)有第一錐齒輪5，機(jī)箱1內(nèi)壁的底部分別固定安裝有軸承座6和導(dǎo)桿7，軸承座6的內(nèi)部轉(zhuǎn)動連接有絲桿8絲桿8靠近軸承座6的一端的表面套設(shè)有第二錐齒輪9，第二錐齒輪9與第一錐齒輪5相互嚙合，機(jī)箱1內(nèi)壁的兩側(cè)均固定安裝有固定塊10，絲桿8遠(yuǎn)離軸承座6的一端與固定塊10的底部通過軸承轉(zhuǎn)動連接，絲桿8的外表面螺紋連接有升降塊11，且升降塊11的一側(cè)與電動伸縮桿12的一端固定連接，機(jī)箱1內(nèi)壁的兩側(cè)均固定安裝有滑軌31，且滑軌31上滑動連接有與其相適配的滑塊32，滑塊32遠(yuǎn)離滑軌31的一側(cè)與升降塊11遠(yuǎn)離電動伸縮桿12的一側(cè)固定連接，電動伸縮桿12的另一端與U型卡塊13的一側(cè)固定連接，實(shí)驗(yàn)板2頂部和底部的兩側(cè)均開設(shè)有通孔14，且通孔14的內(nèi)表面與導(dǎo)桿7的外表面滑動連接，實(shí)驗(yàn)板2的底部與機(jī)箱1內(nèi)壁的底部通過實(shí)驗(yàn)彈簧15固定連接，實(shí)驗(yàn)彈簧15的彈性系數(shù)是已知的，實(shí)驗(yàn)板2的頂部固定安裝有頂塊16，實(shí)驗(yàn)板2和卡塊16的重量是已知的，機(jī)箱1內(nèi)壁的頂部與導(dǎo)軌3的頂端固定連接，導(dǎo)軌3的底端固定安裝有彈性橡膠塊30，可防止實(shí)驗(yàn)板2對導(dǎo)軌3的碰撞，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)板2或?qū)к?的損壞，導(dǎo)軌3的一側(cè)開設(shè)有導(dǎo)向槽17，且導(dǎo)向槽17的內(nèi)壁與T型滑塊18的一側(cè)滑動連接，T型滑塊18遠(yuǎn)離導(dǎo)軌3的一端分別于實(shí)驗(yàn)塊19的兩側(cè)固定連接，實(shí)驗(yàn)塊19的背面與遮光板20的一側(cè)通過連接桿固定連接，機(jī)箱1內(nèi)壁的頂部且位于導(dǎo)軌3之間固定安裝有緩沖墊21，緩沖墊21可減小實(shí)驗(yàn)塊19對機(jī)箱1的撞擊力，機(jī)箱1內(nèi)壁的兩側(cè)與導(dǎo)軌3的遠(yuǎn)離T型滑塊18的一側(cè)通過固定桿22固定連接，固定桿22起到固定和支撐導(dǎo)軌3的作用，機(jī)箱1的正面設(shè)置有透明玻璃窗23，且透明玻璃窗23上刻有刻度24，機(jī)箱1的正面分別固定安裝有數(shù)字計時器25、控制開關(guān)26和電源模塊27，數(shù)字計時器25包括第一數(shù)字計時器251、第二數(shù)字計時器252和第三數(shù)字計時器253，第一數(shù)字計時器251、第二數(shù)字計時器252和第三數(shù)字計時器253的輸入端均與單片機(jī)29的輸出端連接，控制開關(guān)26包括伸出控制開關(guān)261、擠壓控制開關(guān)262和復(fù)位控制開關(guān)263，伸出控制開關(guān)261、擠壓控制開關(guān)262和復(fù)位控制開關(guān)263的輸出端均與單片機(jī)29的輸入端連接，機(jī)箱1的內(nèi)部分別設(shè)置有光電門傳感器28和單片機(jī)29，光電門傳感器28包括第一光電門傳感器281和第二光電門傳感器282，第一光電門傳感器281和第二光電門傳感器282的輸出端均與單片機(jī)29的輸入端連接，通過遮光板20、透明玻璃窗23、刻度24、數(shù)字計時器25、光電門傳感器28等結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了測量彈力數(shù)值和對測量的彈力數(shù)值進(jìn)行驗(yàn)證分析，使學(xué)生更好的理解和學(xué)習(xí)彈力，為學(xué)生解決彈力的相關(guān)問題更加有益，單片機(jī)29的型號為SMC62，該型號的單片機(jī)29控制效果好，單片機(jī)29的輸入端與電源模塊27的輸出端電性連接，且電源模塊27的輸出端分別與控制開關(guān)26和光電門傳感器28的輸入端電性連接，控制開關(guān)26和光電門傳感器28的輸出端均與單片機(jī)29的輸入端連接，且單片機(jī)29的輸出端分別與電機(jī)4、電動伸縮桿12和數(shù)字計時器25的輸入端連接，通過實(shí)驗(yàn)板2、導(dǎo)軌3、實(shí)驗(yàn)彈簧15、電機(jī)4、電動伸縮桿12、實(shí)驗(yàn)塊19、控制開關(guān)26和單片機(jī)29等結(jié)構(gòu)，達(dá)到了智能化演示彈力的目的，通過控制開關(guān)26分別控制電機(jī)4和電動伸縮桿12動作，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)彈簧15將實(shí)驗(yàn)塊19彈起的效果，從而達(dá)到了演示彈力的目的，這樣很好的方便了老師演示彈力，縮短了演示時間，使學(xué)生更快速、更直觀的理解和掌握彈力相關(guān)的知識。

使用時，先將該演示儀放到水平桌面上，通過電源模塊27接通電源，使用者按下伸出控制開關(guān)261，單片機(jī)29會控制電動伸縮桿12伸出，U型卡塊13卡住實(shí)驗(yàn)板2，再按下擠壓控制開關(guān)262，單片機(jī)29會控制電機(jī)4轉(zhuǎn)動，使升降塊11帶動U型卡塊13、實(shí)驗(yàn)板2和實(shí)驗(yàn)塊19下降，實(shí)驗(yàn)板2會擠壓實(shí)驗(yàn)彈簧15，此時，使用者可觀察刻度24，當(dāng)實(shí)驗(yàn)塊19到達(dá)預(yù)定位置時，松開擠壓控制開關(guān)262，電機(jī)4停止轉(zhuǎn)動，使用者記下此時刻度24的讀數(shù)，將此位移數(shù)值與實(shí)驗(yàn)彈簧15的彈性系數(shù)相乘，減去實(shí)驗(yàn)板2和頂塊16的重力，即可得出實(shí)驗(yàn)塊19所受的彈力數(shù)值；然后按下復(fù)位開關(guān)263，單片機(jī)29會控制電動伸縮桿12收回，電機(jī)4反轉(zhuǎn)，使升降塊11回到初始位置，此時，實(shí)驗(yàn)塊19被向上彈出，當(dāng)遮光板20開始遮住第一光電門傳感器281時，第一數(shù)字計時器251和第二數(shù)字計時器252開始計時，當(dāng)遮光板20通過第一光電門傳感器281時，第一數(shù)字計時器251停止計時，當(dāng)遮光板20開始遮住第二光電門傳感器282時，第二數(shù)字計時器252停止計時，第三數(shù)字計時器253開始計時，這樣就記錄了三個有效時間，再將這些數(shù)據(jù)代入物理運(yùn)動公式，可計算出實(shí)驗(yàn)塊19所受的彈力的數(shù)值，最后將兩個彈力數(shù)值進(jìn)行分析比較，這樣就完成了該演示器的整個實(shí)驗(yàn)過程。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實(shí)體或者操作與另一個實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下。由語句“包括一個......限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素”。

盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。