本發(fā)明涉及學(xué)生學(xué)習(xí)用教具技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種集物理教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)為一體的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。

背景技術(shù)：

在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，特別是在物理課程的學(xué)習(xí)過程中，對(duì)于一些物理知識(shí)的掌握情況需要眼見為實(shí)的實(shí)驗(yàn)來(lái)保證。而且在某些情況下，也只有實(shí)驗(yàn)才能說明物理原理、促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種集物理教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)為一體的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，用于促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的掌握和學(xué)習(xí)、并便于老師的教學(xué)工作。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：集物理教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)為一體的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，它包括支撐座和支撐臺(tái)，所述支撐臺(tái)設(shè)置在支撐座的上部，在所述支撐座的底部設(shè)有支腿，其特征是，在所述支撐臺(tái)上設(shè)有第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，第一、第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)分別轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在一個(gè)舉升架上，在支撐臺(tái)內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)舉升架上下移動(dòng)的舉升機(jī)構(gòu)；在舉升架上設(shè)有驅(qū)動(dòng)第一、第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；

在所述第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)有摩擦力測(cè)量單元，所述摩擦力測(cè)量單元包括設(shè)置在第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的若干第一實(shí)驗(yàn)軌道、設(shè)置在第一實(shí)驗(yàn)軌道上的墊子且各墊子的粗糙程度不相同、沿直線移動(dòng)設(shè)置在墊子上的第一滑動(dòng)塊以及拉動(dòng)第一滑動(dòng)塊做勻速直線移動(dòng)的平移機(jī)構(gòu)，所述平移機(jī)構(gòu)主要包括平移電機(jī)、設(shè)置在平移電機(jī)輸出端的第一轉(zhuǎn)輪、設(shè)置在第一轉(zhuǎn)輪與第一滑動(dòng)塊之間的彈簧測(cè)力計(jì)、連接第一滑動(dòng)塊與彈簧測(cè)力計(jì)以及連接彈簧測(cè)力計(jì)與第一轉(zhuǎn)輪的連接繩；

在所述第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)有測(cè)速單元，所述測(cè)速單元包括設(shè)置在第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的第二實(shí)驗(yàn)軌道、沿直線活動(dòng)設(shè)置在第二實(shí)驗(yàn)軌道上的第二滑動(dòng)塊、設(shè)置在第二實(shí)驗(yàn)軌道左側(cè)的發(fā)射基座、活動(dòng)設(shè)置在發(fā)射基座內(nèi)側(cè)的發(fā)射板、設(shè)置在發(fā)射板與發(fā)射基座之間的發(fā)射彈簧、設(shè)置在第二實(shí)驗(yàn)軌道右側(cè)的緩沖墊、左右設(shè)置在第二實(shí)驗(yàn)軌道上的第一傳感器和第二傳感器、設(shè)置在第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的表盤、設(shè)置在表盤中心的豎軸、設(shè)置在豎軸上的指針、驅(qū)動(dòng)豎軸轉(zhuǎn)動(dòng)的計(jì)時(shí)電機(jī)，所述計(jì)時(shí)電機(jī)、第一傳感器和第二傳感器均與控制器信號(hào)連接；

在所述第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上還設(shè)有斜塊單元，所述斜塊單元包括鉸接安裝在第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的斜塊、放置在斜塊上的第三滑動(dòng)塊、設(shè)置在第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與斜塊底部之間的舉升氣缸、設(shè)置在斜塊上的傳感器支架、設(shè)置在傳感器支架內(nèi)部的距離傳感器、設(shè)置在傳感器支架與第三滑動(dòng)塊之間的緩沖板、設(shè)置在緩沖板與傳感器支架之間的緩沖彈簧，在所述緩沖板上設(shè)有正對(duì)距離傳感器的圓孔。

進(jìn)一步地，在所述支腿之間設(shè)有行走單元，所述行走單元主要包括設(shè)置在前后兩支腿之間的連接軸、固定在連接軸的兩端且與支腿上下滑動(dòng)連接的活動(dòng)塊、轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在連接軸兩端的輪架、轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在輪架上的行走輪、設(shè)置在活動(dòng)塊與支腿之間的拉緊彈簧、設(shè)置在支腿與活動(dòng)塊之間的鎖止機(jī)構(gòu)以及驅(qū)動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)工作或失效的拉動(dòng)機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述鎖止機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在支腿上的鎖止器、滑動(dòng)安裝在鎖止器內(nèi)腔中的滑板、固定在滑板上的鎖止銷、設(shè)置在鎖止器與滑板之間的鎖止彈簧、固定在活動(dòng)塊上的鎖止塊，在鎖止彈簧的作用下鎖止銷的作用端伸入到鎖止塊上的鎖止孔中，在置于鎖止器外部的鎖止銷上固定有擋板。

進(jìn)一步地，所述拉動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在前后支腿之間的轉(zhuǎn)軸、固定在轉(zhuǎn)軸上的把手、轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在支腿下部的第一轉(zhuǎn)輪、固定在轉(zhuǎn)軸兩端的主動(dòng)錐齒輪、與主動(dòng)錐齒輪嚙合且轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在支腿上的從動(dòng)錐齒輪、與從動(dòng)錐齒輪嚙合配合的第二轉(zhuǎn)輪以及設(shè)置在擋板與第二轉(zhuǎn)輪外壁之間的拉線，且拉線與第二轉(zhuǎn)輪的外壁接觸。

進(jìn)一步地，所述舉升機(jī)構(gòu)包括固定在支撐臺(tái)內(nèi)腔中的凸輪電機(jī)、固定在凸輪電機(jī)輸出軸上的凸輪、設(shè)置在凸輪最高點(diǎn)與舉升架之間的連桿，在舉升架的底部固定有中空的活動(dòng)桿，在支撐臺(tái)的內(nèi)腔中設(shè)有與活動(dòng)桿滑動(dòng)連接的固定桿。

進(jìn)一步地，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括固定在舉升架上的翻轉(zhuǎn)電機(jī)、固定在翻轉(zhuǎn)電機(jī)輸出軸上的蝸桿、與蝸桿嚙合配合且固定在第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)或第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的蝸輪。

進(jìn)一步地，所述平移機(jī)構(gòu)還包括轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的第二轉(zhuǎn)輪、設(shè)置在第一轉(zhuǎn)輪與第二轉(zhuǎn)輪之間的跨梁、設(shè)置在跨梁內(nèi)側(cè)的張緊輪支架、設(shè)置在張緊輪支架與跨梁之間的張緊彈簧、轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在張緊輪支架上的張緊輪，連接繩與張緊輪的下側(cè)接觸并與第二轉(zhuǎn)輪的上側(cè)接觸。

進(jìn)一步地，在所述第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)有角度測(cè)量單元，所述角度測(cè)量單元包括鉸接安裝在第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的扇形的角度尺、與角度尺固定連接的扇形的驅(qū)動(dòng)塊、與驅(qū)動(dòng)塊嚙合的齒輪、驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的伸縮電機(jī)，所述角度尺的鉸接軸與斜塊的鉸接軸共軸設(shè)置，在斜塊的側(cè)面設(shè)有標(biāo)示線，標(biāo)示線的延長(zhǎng)線經(jīng)過斜塊的鉸接點(diǎn)。

進(jìn)一步地，所述輪架上的行走輪為三個(gè)并分別位于三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。

進(jìn)一步地，在第一、第二滑動(dòng)塊的側(cè)面均設(shè)有導(dǎo)向球，所述導(dǎo)向球與第一、第二實(shí)驗(yàn)軌道的內(nèi)壁接觸。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的集物理教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)為一體的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，行走單元的設(shè)置可以便于整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的移動(dòng)；第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上摩擦力測(cè)量單元的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)摩擦力的測(cè)量，促進(jìn)學(xué)生對(duì)摩擦力的學(xué)習(xí)；第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上測(cè)速單元的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)平均速度的測(cè)量，促進(jìn)學(xué)生對(duì)平均速度的理解；第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上斜塊單元的設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)斜塊上的摩擦力的測(cè)量，促進(jìn)學(xué)生對(duì)斜塊這一物理模型的理解。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的示意圖；

圖2為行走輪的安裝示意圖；

圖3為輪架的安裝示意圖；

圖4為支腿的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為輪架與行走輪的安裝示意圖；

圖6為鎖止機(jī)構(gòu)、拉線的配合示意圖；

圖7為鎖止機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為上線輪的安裝示意圖；

圖9為鎖止器的內(nèi)壁結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為滑板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為圖1中的A向局部向視圖；

圖12為第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的示意圖；

圖13為摩擦力測(cè)量單元的示意圖；

圖14為第一實(shí)驗(yàn)軌道的示意圖；

圖15為圖13中的B處局部放大圖；

圖16為圖13中的C處局部放大圖；

圖17為張緊輪的位置示意圖；

圖18為張緊輪支架的示意圖；

圖19為舉升機(jī)構(gòu)的示意圖；

圖20為圖19中的D處局部放大圖；

圖21為第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的示意圖；

圖22為測(cè)速單元的示意圖；

圖23為斜塊單元的示意圖；

圖24為斜塊的安裝示意圖；

圖25為角度尺的安裝示意圖；

圖26為角度尺的驅(qū)動(dòng)示意圖；

圖27為斜塊升起后斜塊上的實(shí)驗(yàn)體由靜止變移動(dòng)時(shí)的示意圖；

圖中：1支撐座，11支腿，111彈簧腔，112滑塊腔，113拉線腔，114安裝腔，115圓孔，12支撐臺(tái)，13拉緊彈簧，131導(dǎo)向柱，14鎖止器，141滑板，142鎖止銷，143擋板，144端蓋，145旋轉(zhuǎn)環(huán)，146鎖止彈簧，147長(zhǎng)槽，148滾珠，15拉線，151下線輪，152上線輪，16從動(dòng)錐齒輪，161主動(dòng)錐齒輪，17轉(zhuǎn)軸，171固定環(huán)，172把手，18密封蓋；

2輪架，21行走輪，22連接軸，23軸承，24活動(dòng)塊，25鎖止塊；

3第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，30轉(zhuǎn)軸，31第一實(shí)驗(yàn)軌道，32墊子，33平移電機(jī)，34第一轉(zhuǎn)輪，341第二轉(zhuǎn)輪，35第一滑動(dòng)塊，351耳板，352砝碼盒，353導(dǎo)向球，36張緊輪，361張緊輪支架，37跨梁，371張緊彈簧，38連接繩，39彈簧測(cè)力計(jì)；

4舉升架，41加強(qiáng)筋，42活動(dòng)桿，43固定桿，44托板，441托板支耳，45凸輪，451連桿，46凸輪電機(jī)，461電機(jī)支撐架，47蝸輪，471蝸桿，472翻轉(zhuǎn)電機(jī)；

5第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，51第二實(shí)驗(yàn)軌道，52發(fā)射基座，521發(fā)射彈簧，522發(fā)射板，53第二滑動(dòng)塊，541第一傳感器，542第二傳感器，55緩沖墊，56表盤，561豎軸，562指針；

6斜塊，60斜塊支耳，61第三滑動(dòng)塊，611砝碼腔，62導(dǎo)向輪，63傳感器支架，64距離傳感器，65緩沖板，651緩沖彈簧，66鉸接，67標(biāo)示線，68舉升氣缸，681氣缸支耳；

7角度尺，70角度線，71尺環(huán)，72驅(qū)動(dòng)塊，73齒輪，74伸縮電機(jī)。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖27所示，本發(fā)明主要包括支撐座1、行走單元、支撐臺(tái)12、第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、摩擦力測(cè)量單元、第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、測(cè)速單元、斜塊單元和角度測(cè)量單元，下面結(jié)合附圖對(duì)各部分進(jìn)行詳細(xì)描述。

支撐座：

如圖1所示，支撐座1為長(zhǎng)方體形的支撐部件，且為中空結(jié)構(gòu)，用于安裝其它部件。在支撐座的底部設(shè)有四個(gè)支腿11，支腿用于實(shí)現(xiàn)對(duì)支撐座的支撐。通過支腿的設(shè)置，整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以穩(wěn)固的放置在室內(nèi)環(huán)境中，為方便整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的移動(dòng)，在支腿之間設(shè)有行走單元。

行走單元：

如圖2、圖3所示，行走單元設(shè)置在左右布置的兩對(duì)支腿之間，且在前后兩支腿之間設(shè)有一個(gè)行走單元。行走單元主要包括輪架2、行走輪21、鎖止機(jī)構(gòu)和釋放機(jī)構(gòu)。

如圖4所示，在支腿的右側(cè)設(shè)有上下連通設(shè)置的彈簧腔111和滑塊腔112，在支腿的左側(cè)設(shè)有拉線腔113，在拉線腔的下部與滑塊腔之間設(shè)有安裝腔114，在拉線腔的上方設(shè)有圓孔115，圓孔與拉線腔連通且圓孔的軸線位于水平面內(nèi)。

如圖5所示，輪架2為三角形結(jié)構(gòu)，在輪架的三個(gè)角上分別轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有一個(gè)行走輪21，每一行走單元包含兩個(gè)輪架2，兩輪架分別通過軸承23轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在連接軸的兩端，在輪架上設(shè)有盲孔，在盲孔中固定有軸承。在每一連接軸的兩端還分別固定有“7”字形的活動(dòng)塊24，在活動(dòng)塊的內(nèi)側(cè)固定有三角形的鎖止塊25，在鎖止塊的斜面上設(shè)有鎖止孔。連接軸兩端的活動(dòng)塊置于對(duì)應(yīng)的彈簧腔111中，在活動(dòng)塊的頂部與彈簧腔的頂部之間設(shè)有拉緊彈簧13，為實(shí)現(xiàn)對(duì)拉緊彈簧的導(dǎo)向，在彈簧腔的頂部固定有置于拉緊彈簧內(nèi)側(cè)的導(dǎo)向柱131。在拉緊彈簧的作用下，下方的行走輪的最下端高于支腿的底面。用腳踩住連接軸向下壓，可驅(qū)使下側(cè)的兩行走輪與地面接觸。此時(shí)為實(shí)現(xiàn)對(duì)輪架的鎖止，在活動(dòng)塊與支腿之間設(shè)有鎖止機(jī)構(gòu)。

如圖7所示，鎖止機(jī)構(gòu)包括鎖止器14、滑板141、鎖止銷142、擋板143、端蓋144、鎖止彈簧146和滾珠148，鎖止器為一端敞口的中空結(jié)構(gòu)，在鎖止器的內(nèi)腔中滑動(dòng)安裝有滑板141，如圖9所示，在鎖止器的內(nèi)壁上設(shè)有若干在同一圓周上均勻分布的長(zhǎng)槽147，如圖10所示，在滑板的圓形外壁上設(shè)有若干沿周向均勻設(shè)置的滾珠148，滾珠可以在滑板上做360度轉(zhuǎn)動(dòng)，滑板置于鎖止器內(nèi)腔中后滾珠的一部分置于長(zhǎng)槽中。在滑板上固定有鎖止銷142，在鎖止器的敞口端設(shè)有端蓋144，端蓋上設(shè)有與鎖止器螺紋連接的旋轉(zhuǎn)環(huán)145。在端蓋與滑板之間設(shè)有鎖止彈簧146，在鎖止彈簧的作用下鎖止銷的作用端伸出鎖止器，在鎖止器外部的鎖止銷上固定有擋板146。

如圖6所示，在擋板上系有拉線15，拉線的一端與擋板固連，拉線的另一端固定在上線輪152的外壁上，上線輪轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在圓孔中，在拉線腔的下部轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有下線輪151，拉線繞過下線輪后固定在上線輪外壁上。如圖8所示，上線輪與從動(dòng)錐齒輪16共軸設(shè)置。如圖3所示，在兩支腿的上部之間設(shè)有轉(zhuǎn)軸17，在轉(zhuǎn)軸的兩端分別固定有主動(dòng)錐齒輪161，主動(dòng)錐齒輪與從動(dòng)錐齒輪嚙合。在圓孔中設(shè)有軸承23，轉(zhuǎn)軸固定在軸承的內(nèi)圈中。為實(shí)現(xiàn)對(duì)圓孔的封閉，在圓孔中還固定有密封蓋18。為便于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)軸的中部固定有固定環(huán)171，在固定環(huán)上固定有把手172。

將連接軸向下壓并通過鎖止機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)活動(dòng)塊的鎖止后，可通過行走輪的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的移動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)把手，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使得拉線向上提拉，此時(shí)便可驅(qū)動(dòng)鎖止銷向遠(yuǎn)離活動(dòng)塊的一側(cè)移動(dòng)，當(dāng)鎖止銷從活動(dòng)塊上的鎖止孔中移出后，在拉緊彈簧的作用下行走輪上移。

在支撐座的頂部設(shè)有撐臺(tái)12，在支撐臺(tái)上設(shè)有第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)3和第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)5。如圖11所示，在第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)有摩擦力測(cè)量單元。

摩擦力測(cè)量單元：

如圖12、圖13所示，摩擦力測(cè)量單元包括第一實(shí)驗(yàn)軌道31、墊子32、平移電機(jī)33、第一轉(zhuǎn)輪34、第二轉(zhuǎn)輪341、第一滑動(dòng)塊35、砝碼盒352、張緊輪36、跨梁37和連接繩38，如圖14所示，第一實(shí)驗(yàn)軌道31為設(shè)置在第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)頂部的多組，每組包含兩個(gè)平行設(shè)置的軌道板，在兩軌道板之間設(shè)有墊子32，各組第一實(shí)驗(yàn)軌道中的墊子表面粗糙度不一樣。在第一實(shí)驗(yàn)軌道中設(shè)有第一滑動(dòng)塊35，第一滑動(dòng)塊的底部與墊子接觸，如圖15所示，在第一滑動(dòng)塊的兩側(cè)分別設(shè)有導(dǎo)向球353，導(dǎo)向球的大部分置于第一滑動(dòng)塊內(nèi)且可以相對(duì)第一滑動(dòng)塊做360度轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)向球與第一實(shí)驗(yàn)軌道接觸，導(dǎo)向球的設(shè)置可以保證第一滑動(dòng)塊在第一實(shí)驗(yàn)軌道內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)。在第一滑動(dòng)塊的頂部設(shè)有一對(duì)左右設(shè)置的耳板351，在第一滑動(dòng)塊的頂部還設(shè)有多個(gè)砝碼盒352。在每一組第一實(shí)驗(yàn)軌道的左右兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)平移電機(jī)33，如圖16所示，在平移電機(jī)的輸出端固定有第一轉(zhuǎn)輪34，如圖17所示，在第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有第二轉(zhuǎn)輪341，在第一、第二轉(zhuǎn)輪之間設(shè)有倒U形的跨梁37，在跨梁內(nèi)側(cè)設(shè)有與跨梁滑動(dòng)連接的張緊輪支架361，如圖18所示，張緊輪支架為倒U形結(jié)構(gòu)。在張緊輪支架上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有張緊輪36，張緊輪與第一、第二轉(zhuǎn)輪分別位于三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，在張緊輪支架與跨梁之間設(shè)有張緊彈簧371。兩耳板與兩第一轉(zhuǎn)輪一一對(duì)應(yīng)，在對(duì)應(yīng)的耳板與第一轉(zhuǎn)輪之間設(shè)有連接繩38，連接繩的一端系在耳板上，連接繩的另一端固定在第一轉(zhuǎn)輪的外壁上，且連接繩與張緊輪和第二轉(zhuǎn)輪外壁接觸。在張緊彈簧的作用下連接繩被拉直。

平移電機(jī)、第一轉(zhuǎn)輪、第二轉(zhuǎn)輪、張緊輪和連接繩構(gòu)成了平移機(jī)構(gòu)，且兩平移機(jī)構(gòu)中的平移電機(jī)交替工作，在其中一個(gè)連接繩上還設(shè)有彈簧測(cè)力計(jì)39。右側(cè)平移機(jī)構(gòu)工作時(shí)，右側(cè)平移機(jī)構(gòu)中的平移電機(jī)帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)左側(cè)平移機(jī)構(gòu)中的平移電機(jī)不動(dòng)作、第一轉(zhuǎn)輪無(wú)阻力的繞平移電機(jī)輸出軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。左側(cè)平移機(jī)構(gòu)工作時(shí)，左側(cè)平移機(jī)構(gòu)中的平移電機(jī)帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)右側(cè)平移機(jī)構(gòu)中的平移電機(jī)不動(dòng)作、第一轉(zhuǎn)輪無(wú)阻力的繞平移電機(jī)輸出軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。即，左側(cè)平移機(jī)構(gòu)中的第一轉(zhuǎn)輪可以在平移電機(jī)的帶動(dòng)下逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但左側(cè)平移機(jī)構(gòu)中的平移電機(jī)不工作時(shí)，第一轉(zhuǎn)輪可以無(wú)阻力的順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。右側(cè)平移機(jī)構(gòu)中的第一轉(zhuǎn)輪可以在平移電機(jī)的帶動(dòng)下順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，但右側(cè)平移機(jī)構(gòu)中的平移電機(jī)不工作時(shí)，第一轉(zhuǎn)輪可以無(wú)阻力的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。右側(cè)平移機(jī)構(gòu)工作時(shí)可以拉動(dòng)第一滑動(dòng)塊勻速向右移動(dòng)，此時(shí)可以讀出彈簧測(cè)力計(jì)上的讀數(shù)，該讀數(shù)為第一滑動(dòng)塊與墊子之間的摩擦力。根據(jù)摩擦力的計(jì)算公式f＝μN(yùn)，可以在砝碼盒中加入砝碼，增大第一滑動(dòng)塊與墊子之間的正壓力，以驗(yàn)證摩擦力的大小與正壓力有關(guān)。不同墊子的粗糙程度不同，進(jìn)而不同墊子的摩擦因數(shù)μ不同，進(jìn)而可以得出摩擦力與摩擦因數(shù)μ有關(guān)的結(jié)論。在同一第一實(shí)驗(yàn)軌道中，保持第一滑動(dòng)塊上砝碼數(shù)量不變，還可以使得平移電機(jī)輸出不同的轉(zhuǎn)速，再次觀看彈簧測(cè)力計(jì)上的讀數(shù)，進(jìn)而研究摩擦力是否與物體的速度有關(guān)系。也可僅設(shè)置第一轉(zhuǎn)輪，去除第二轉(zhuǎn)輪和張緊輪，連接繩的一端固定在第一轉(zhuǎn)輪的外壁上，連接繩的另一端系在第一滑動(dòng)塊上。

當(dāng)不使用該實(shí)驗(yàn)臺(tái)時(shí)，可以將第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)倒轉(zhuǎn)180度。如圖19所示，在支撐座與第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)之間設(shè)有舉升機(jī)構(gòu)。舉升機(jī)構(gòu)包括舉升架4、活動(dòng)桿42、固定桿43、托板44、凸輪45、連桿451、凸輪電機(jī)46、蝸輪47、蝸桿471和翻轉(zhuǎn)電機(jī)472，舉升架為U形結(jié)構(gòu)，在第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的兩端分別設(shè)有轉(zhuǎn)軸30，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在舉升架上。在舉升架上設(shè)有加強(qiáng)筋41，在舉升架的底部固定有中空的活動(dòng)桿42，在支撐座的內(nèi)腔中設(shè)有固定桿43，固定桿的上部置于活動(dòng)桿的內(nèi)腔中且兩者滑動(dòng)連接。在舉升架的底部固定有托板44，在支撐座的內(nèi)腔中固定有電機(jī)支撐架461，在電機(jī)支撐架上固定有凸輪電機(jī)46，在凸輪電機(jī)的輸出端固定有凸輪45，在托板的底部固定有托板支耳441，在托板支耳與凸輪之間設(shè)有連桿451。凸輪電機(jī)工作時(shí)，可以驅(qū)動(dòng)舉升架連同第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的上下移動(dòng)。如圖20所示，在其中一個(gè)轉(zhuǎn)軸上固定有蝸輪47，在舉升架上固定有翻轉(zhuǎn)電機(jī)472，在翻轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端固定有蝸桿471，蝸桿與蝸輪嚙合，翻轉(zhuǎn)電機(jī)、蝸桿和蝸輪構(gòu)成了翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作時(shí)可以驅(qū)動(dòng)第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，且翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)每動(dòng)作一次第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)翻轉(zhuǎn)180度。第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的上表面朝下后，摩擦力測(cè)量單元便隱藏于支撐座內(nèi)腔中。需要隱藏第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的上表面時(shí)，首先驅(qū)動(dòng)凸輪電機(jī)動(dòng)作，使得舉升架下移，當(dāng)舉升架下移至最低點(diǎn)后，驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)電機(jī)動(dòng)作，使得第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)翻轉(zhuǎn)180度，最后驅(qū)動(dòng)舉升架復(fù)位即可。

在第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的前側(cè)設(shè)有第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)置于支撐臺(tái)頂部的方孔中。在第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)有測(cè)速單元。

測(cè)速單元：

如圖21所示，測(cè)速單元包括第二實(shí)驗(yàn)軌道51、發(fā)射基座52、發(fā)射彈簧521、第二滑動(dòng)塊53、第一傳感器541、第二傳感器542、表盤56、豎軸561和指針562，第二實(shí)驗(yàn)軌道包括平行設(shè)置的兩軌道板，在兩軌道板之間設(shè)有第二滑動(dòng)塊53，如圖22所示，在第二滑動(dòng)塊的兩側(cè)設(shè)有與軌道板接觸的導(dǎo)向球，在導(dǎo)向球的作用下第二滑動(dòng)塊在第二實(shí)驗(yàn)軌道上沿直線移動(dòng)。在第二實(shí)驗(yàn)軌道的左側(cè)設(shè)有U形的發(fā)射基座52，發(fā)射基座的敞口端與第二實(shí)驗(yàn)軌道接觸，在發(fā)射基座內(nèi)側(cè)設(shè)有發(fā)射板522，在發(fā)射板與發(fā)射基座之間設(shè)有發(fā)射彈簧521，需要將第二滑動(dòng)塊推出時(shí)，使第二滑動(dòng)塊與發(fā)射板接觸并壓縮發(fā)射彈簧，然后松開第二滑動(dòng)塊即可。為實(shí)現(xiàn)對(duì)第二滑動(dòng)塊的速度測(cè)量，在第二實(shí)驗(yàn)軌道中設(shè)有第一傳感器541和第二傳感器542，第一傳感器與第二傳感器之間的距離為L(zhǎng)，且L值不變。在第二實(shí)驗(yàn)軌道的末端設(shè)有緩沖墊55，以防止第二滑動(dòng)塊沖出第二實(shí)驗(yàn)軌道。緩沖墊可以為充滿氣的橡膠件，也可以為海綿件。在第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上還設(shè)有表盤56，在表盤上設(shè)有時(shí)間刻度線，在表盤的中心設(shè)有豎軸561，在豎軸上固定有指針562，在第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)有驅(qū)動(dòng)豎軸轉(zhuǎn)動(dòng)的計(jì)時(shí)電機(jī)，計(jì)時(shí)電機(jī)與控制器信號(hào)連接，控制器與第一、第二傳感器信號(hào)連接，第二滑動(dòng)塊經(jīng)過第一傳感器時(shí)，第一傳感器向控制器發(fā)送信號(hào)，控制器控制計(jì)時(shí)電機(jī)動(dòng)作，此時(shí)豎軸轉(zhuǎn)動(dòng)，開始計(jì)時(shí)；第二滑動(dòng)塊經(jīng)過第二傳感器時(shí)，第二傳感器向控制器發(fā)送信號(hào)，控制器控制計(jì)時(shí)電機(jī)停止動(dòng)作，此時(shí)豎軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)，計(jì)時(shí)結(jié)束。此時(shí)表盤上指針?biāo)镜臅r(shí)間即為第二滑動(dòng)塊經(jīng)過第一、第二傳感器的時(shí)間t，此時(shí)便可以測(cè)出第二滑動(dòng)塊的平均速度V。發(fā)射彈簧的壓縮量越大，第二滑動(dòng)塊的初始速度就越大，此時(shí)測(cè)出的平均速度值V就越大。在此也可以得出彈簧的形變?cè)酱螅瑥椈傻膹椓驮叫　?/p>

斜塊單元：

在第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)有斜塊單元，斜塊單元包括斜塊6、第三滑動(dòng)塊61、導(dǎo)向輪62、距離傳感器64、緩沖板65、緩沖彈簧651和舉升氣缸68，如圖23所示，斜塊為U形的長(zhǎng)條結(jié)構(gòu)，在斜塊的內(nèi)側(cè)設(shè)有第三滑動(dòng)塊61，在第三滑動(dòng)塊的兩側(cè)分別轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有導(dǎo)向輪62，在斜塊的內(nèi)壁上設(shè)有限位槽，導(dǎo)向輪的一部分置于限位槽中，限位槽與導(dǎo)向輪的設(shè)置可以防止第三滑動(dòng)塊與斜塊的脫離。在第三滑動(dòng)塊的頂部設(shè)有砝碼槽611，用于放置砝碼。如圖24所示，斜塊的右端鉸接66安裝在支撐臺(tái)上，在斜塊的右端設(shè)有傳感器支架63，在傳感器支架內(nèi)設(shè)有距離傳感器64，在斜塊的內(nèi)側(cè)還設(shè)有緩沖板65，在緩沖板與傳感器支架之間設(shè)有緩沖彈簧651。在斜塊的側(cè)面設(shè)有標(biāo)示線67，標(biāo)示線的延長(zhǎng)線經(jīng)過斜塊的鉸接點(diǎn)，標(biāo)示線應(yīng)顏色明顯。在斜塊的底部固定有斜塊支耳60，在支撐臺(tái)的內(nèi)腔中設(shè)有氣缸支耳681，在氣缸支耳與斜塊支耳之間設(shè)有舉升氣缸68，舉升氣缸動(dòng)作時(shí)可以驅(qū)動(dòng)斜塊的擺動(dòng)。在物理知識(shí)中，置于斜面上的物體所受的摩擦力為f＝μmgcosθ，θ為斜面的傾斜角度。物體重力沿斜面的分力為F1＝mgsinθ，當(dāng)F1>f時(shí)，斜面上的物體開始沿斜面向下移動(dòng)，即mgsinθ>μmgcosθ，tanθ>μ。對(duì)于特定的斜面而言，μ為定值，因此θ值便可確定。為實(shí)現(xiàn)對(duì)θ的測(cè)量，進(jìn)而得出μ，在第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)有角度測(cè)量單元。

角度測(cè)量單元：

如圖25所示，在第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有扇形的角度尺7，角度尺的鉸接軸與斜塊的鉸接軸共線設(shè)置。在角度尺上設(shè)有尺環(huán)71，角度尺通過尺環(huán)與第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)鉸接。在角度尺上固定有扇形的驅(qū)動(dòng)塊72，角度尺與驅(qū)動(dòng)塊構(gòu)成一個(gè)半圓形，在驅(qū)動(dòng)塊的圓弧形外壁上設(shè)有齒，在第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)有伸縮電機(jī)74，在伸縮電機(jī)的輸出端設(shè)有齒輪73，齒輪與驅(qū)動(dòng)塊嚙合配合。通過伸縮電機(jī)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)塊的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)角度尺的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)需要測(cè)量斜塊的傾斜角度時(shí)，如圖25所示，驅(qū)動(dòng)伸縮電機(jī)動(dòng)作使得角度尺的零刻度線與水平面平齊。驅(qū)動(dòng)舉升氣缸動(dòng)作，使得斜塊繞鉸接點(diǎn)擺動(dòng)，隨著斜塊的不斷擺動(dòng)，第三滑動(dòng)塊沿斜面方向的分力逐漸大于第三滑動(dòng)塊的摩擦力，當(dāng)?shù)谌瑒?dòng)塊沿斜面方向的分力等于第三滑動(dòng)塊的摩擦力時(shí)，第三滑動(dòng)塊開始移動(dòng)。此時(shí)距離傳感器感知到第三滑動(dòng)塊的移動(dòng)，距離傳感器與控制器信號(hào)連接，距離傳感器向控制器發(fā)送信號(hào)，控制器又與舉升氣缸的電磁閥信號(hào)連接，控制器向舉升氣缸電磁閥發(fā)送信號(hào)，使得舉升氣缸停止動(dòng)作，如圖27所示，此時(shí)斜塊與水平面之間的夾角角度值便可通過角度尺測(cè)量出來(lái)，及標(biāo)示線指示的角度值。為保證距離傳感器順利的實(shí)現(xiàn)對(duì)第三滑動(dòng)塊與距離傳感器之間距離的檢測(cè)，在緩沖板上設(shè)有正對(duì)距離傳感器的圓孔。

當(dāng)不使用該實(shí)驗(yàn)臺(tái)時(shí)，也可以將第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)倒轉(zhuǎn)180度。第二實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與支撐臺(tái)之間也設(shè)有舉升機(jī)構(gòu)，該舉升機(jī)構(gòu)與第一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與支撐臺(tái)之間的舉升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)、工作過程完全相同。