本發(fā)明涉及測量，尤其涉及一種力的平衡實驗裝置。

背景技術(shù)：

1、杠桿原理是物理學(xué)中的基本原理之一，傳統(tǒng)的杠桿演示裝置通常是由一個固定支點以及一根杠桿懸臂組成，并且固定支點轉(zhuǎn)動鉸接于杠桿懸臂的中間位置。

2、然而，發(fā)明人意識到，傳統(tǒng)的杠桿演示裝置的杠桿懸臂長度、動力臂以及阻力臂的長度均需要人工測量或讀取，存在客觀的測量誤差。其次，在判斷杠桿懸臂是否水平這方面，還需要通過水平泡觀察，而且在讀取杠桿懸臂與水平線的夾角時，還需要用量角器測量讀取。最后，傳統(tǒng)的杠桿演示裝置無法直觀地顯示出力的大小、以及力臂的長度等數(shù)據(jù)，需要經(jīng)過人工手動輸入表格再計算才能得出結(jié)果，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動化錄入的功能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型針對上述不足或缺點，提供了一種力的平衡實驗裝置。使用人員利用該平衡實驗裝置，可以實現(xiàn)對杠桿懸臂兩端的動力臂和阻力臂的長度、受力大小以及傾斜角度的實時測量與顯示，避免了因人工操作導(dǎo)致的測量誤差。并且該平衡實驗裝置還設(shè)置有通信模塊，可實現(xiàn)上述實驗數(shù)據(jù)的有線/無線傳輸以及自動化錄入。

2、本實用新型提供了一種力的平衡實驗裝置，該裝置包括：立桿支撐件、杠桿懸臂、第一滑塊，第二滑塊，杠桿懸臂設(shè)置有調(diào)平組件、位移傳感器以及傾角傳感器；

3、杠桿懸臂上設(shè)有多個單一觸點與公共觸點，多個單一觸點分別與位移傳感器連接，公共觸點與位移傳感器連接；

4、立桿支撐件包括豎直立桿，杠桿懸臂與立桿支撐件的豎直立桿鉸接，第一滑塊與第二滑塊分別安裝于豎直立桿的兩側(cè)的杠桿懸臂上；

5、位移傳感器用于通過第一滑塊與第二滑塊接觸杠桿懸臂上的單一觸點以及公共觸點來獲取第一滑塊與第二滑塊的當前位置信息；

6、傾角傳感器用于測量杠桿懸臂相對于水平方向的傾斜角度。

7、在一些實施例中，上述的第一滑塊與第二滑塊內(nèi)設(shè)置有金屬彈片，金屬彈片能與杠桿懸臂上的單一觸點和公共觸點接觸。

8、在一些實施例中，上述的平衡實驗裝置還包括無線通信電路，杠桿懸臂中間的pcb內(nèi)還設(shè)置有藍牙模塊，藍牙模塊與無線通信電路連接；

9、藍牙模塊用于將杠桿懸臂的實時傾斜角度以及第一滑塊與第二滑塊的當前位置信息，通過無線通信電路發(fā)送至用戶終端。

10、在一些實施例中，上述的平衡實驗裝置還包括有線通信電路，有線通信電路設(shè)有usb接口；

11、有線通信電路用于將杠桿懸臂的實時傾斜角度以及第一滑塊與第二滑塊的當前位置信息，通過usb接口傳輸至用戶終端。

12、在一些實施例中，上述的平衡實驗裝置還包括力傳感器、滑軌、多種的配重砝碼、滑車件以及滑軌固定組件；

13、滑軌水平地安裝在杠桿懸臂下方的位置，滑軌的一端安裝于立桿支撐件的豎直立桿；

14、滑車件滑動安裝于滑軌上，滑車件設(shè)置有力傳感器；

15、力傳感器與第二滑塊相互連接；

16、當?shù)谝换瑝K下懸掛有配重砝碼時，力傳感器用于測量第二滑塊對自身的拉力。

17、在一些實施例中，上述的平衡實驗裝置還包括拉桿件；

18、力傳感器的第一端與滑車件連接，力傳感器的第二端與拉桿件的第一端連接；

19、拉桿件的第二端連接安裝在第二滑塊，拉桿件保持豎直狀態(tài)；

20、當?shù)谝换瑝K下懸掛有配重砝碼時，力傳感器用于測量拉桿件上的拉應(yīng)力。

21、在一些實施例中，上述的平衡實驗裝置還包括主控電路、移動電源管理電路以及降壓電路；

22、移動電源管理電路用于為降壓電路提供穩(wěn)定的充電和放電；

23、降壓電路用于為位移傳感器以及傾角傳感器、主控電路、有線通信電路以及無線通信電路供電；

24、主控電路用于根據(jù)用戶發(fā)送指令調(diào)控上述的各個電路和組件。

25、在一些實施例中，上述的杠桿懸臂的兩側(cè)長度的范圍在15-50厘米內(nèi)，分度值為0.1-1厘米，其中，每個公共觸點均設(shè)置在同一金屬條上。

26、在一些實施例中，上述的位移傳感器的刷新頻率為10-200赫茲。

27、在一些實施例中，上述的傾角傳感器為三軸數(shù)字加速計。

28、上述力的平衡實驗裝置，設(shè)置有位移傳感器，可以通過第一滑塊與第二滑塊接觸杠桿懸臂上的單一觸點以及公共觸點來獲取第一滑塊與第二滑塊的當前位置信息，實現(xiàn)了對杠桿懸臂兩端的動力臂和阻力臂的長度的實時測量。然后，上述的平衡實驗裝置還設(shè)置有傾角傳感器，實現(xiàn)了對杠桿懸臂相對于與豎直立桿垂直的水平方向的傾斜角度的實時測量。并且該平衡實驗裝置還設(shè)置有的無線通信電路，杠桿懸臂中間的pcb內(nèi)還設(shè)置有藍牙模塊，可實現(xiàn)上述實驗數(shù)據(jù)的有線/無線傳輸以及自動化錄入多種終端設(shè)備，例如計算機和智能手機終端。

技術(shù)特征：

1.一種力的平衡實驗裝置，其特征在于，包括：立桿支撐件、杠桿懸臂、第一滑塊，第二滑塊，所述杠桿懸臂設(shè)置有調(diào)平組件、位移傳感器以及傾角傳感器；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述力的平衡實驗裝置，其特征在于，所述第一滑塊與所述第二滑塊內(nèi)設(shè)置有金屬彈片，所述金屬彈片能與所述杠桿懸臂上的所述單一觸點和所述公共觸點接觸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述力的平衡實驗裝置，其特征在于，還包括無線通信電路，所述杠桿懸臂中間的印刷電路板pcb內(nèi)還設(shè)置有藍牙模塊，所述藍牙模塊與所述無線通信電路連接；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述力的平衡實驗裝置，其特征在于，還包括有線通信電路，所述有線通信電路設(shè)有usb接口；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述力的平衡實驗裝置，其特征在于，還包括力傳感器、滑軌、多種的配重砝碼、滑車件以及滑軌固定組件；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述力的平衡實驗裝置，其特征在于，還包括拉桿件；

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項所述力的平衡實驗裝置，其特征在于，還包括主控電路、移動電源管理電路以及降壓電路；

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述力的平衡實驗裝置，其特征在于，所述杠桿懸臂的兩側(cè)長度的范圍在15-50厘米內(nèi)，分度值為0.1-1厘米，其中，每個所述公共觸點均設(shè)置在同一金屬條上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述力的平衡實驗裝置，其特征在于，所述位移傳感器的刷新頻率為10-200赫茲。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述力的平衡實驗裝置，其特征在于，所述傾角傳感器為三軸數(shù)字加速計。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供了一種力的平衡實驗裝置，該裝置包括：立桿支撐件、杠桿懸臂、第一滑塊，第二滑塊，杠桿懸臂設(shè)置有調(diào)平組件、位移傳感器以及傾角傳感器；杠桿懸臂上設(shè)有多個單一觸點與公共觸點，多個單一觸點分別與位移傳感器連接，公共觸點與位移傳感器連接；立桿支撐件包括豎直立桿，杠桿懸臂與立桿支撐件的豎直立桿鉸接，第一滑塊與第二滑塊分別安裝于豎直立桿的兩側(cè)的杠桿懸臂上；位移傳感器用于獲取第一滑塊與第二滑塊的當前位置信息；傾角傳感器用于對杠桿懸臂的傾斜角度進行測量。使用人員利用該裝置，可以實現(xiàn)準確地對杠桿懸臂兩端的滑塊位置和杠桿懸臂傾斜角度的實時測量，避免了人工測量誤差，提高了數(shù)據(jù)測量的便捷性。

技術(shù)研發(fā)人員：李鼎,李政,崔浩
受保護的技術(shù)使用者：山東遠大朗威教育科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240328
技術(shù)公布日：2024/12/19