一種力的分解教學演示裝置的制作方法

本實用新型涉及一種物理教學用具，具體地說是一種力的分解教學演示裝置。

背景技術：

學生們在學習書本知識時，輔助于教學教具和實驗裝置，對加深所學知識的理解和掌握是有極大幫助的，尤其是對初次接觸學習物理關于力的分解相關知識的學生來說，物理隨堂實驗裝置是非常必須的。而在現有的物理教學中，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，要么自己制作一些不規范的自制物理教具來幫助學生理解物理知識，無論是教具的可靠性以及實際的教學目的都達不到理想的效果。

技術實現要素：

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

本實用新型為實現上述目的，通過以下技術方案來實現：

一種力的分解教學演示裝置，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向受力傳感器設置于所述重塊艙和所述背板相鄰的一個側壁與所述重塊相對應的側壁之間，所述Y向受力傳感器設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固連，所述傳動機構與裝配于所述背板上的驅動機構連接，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線組與所述電池組、所述顯示屏以及各個傳感器連接。

根據本實用新型實施例的一種力的分解教學演示裝置，通過設置底座、背板，在背板的一面集成重塊艙、重塊、顯示屏、傳感器，在背板的另一側集成傳動機構、驅動機構以及線路控制板、電池組、導線組等，充分利用了背板兩側的空間，其整體結構緊湊。在進行教學演示時，調整驅動機構通過傳動機構帶動重塊艙轉動，并通過傳感器檢測受力將結果經線路控制板處理后顯示在顯示屏上。其操作簡單，并可直觀體現實驗過程。因此，本實用新型可達到理想的教學目的。

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，所述驅動機構包括操縱搖臂軸、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，所述導線組包括傳感器導線和顯示屏導線，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線和所述顯示屏導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的所述底座上，所述導線組還包括供電導線，所述線路控制板通過所述供電導線與所述電池組連接。

本實用新型由于采用了上述的結構，其與現有技術相比，所取得的技術進步在于：

（1）本實用新型能夠演示力的分解教學內容，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，通過動態操縱搖臂軸，實現傾斜角度的改變，并動態顯示受力及角度信息，生動形象的展示出力的分解過程，讓學生更加深刻的理解教學內容和提升學習效果。

（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、驅動機構以及線路控制板、電池組、導線組等，充分利用了背板兩側的空間，其整體結構緊湊，很好的利用了背板的現有空間，集成度高，攜帶方便且易操作。

綜上，本實用新型結構簡單，能夠滿足物理教學需求，并能達到很好的教學效果。

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構一個方向的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例所述的整體結構又一個方向的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例所述的重塊艙的結構示意圖。

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、旋轉角度顯示屏；7、傳動機構；711、從動齒輪；712、主動齒輪；8、驅動機構；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、導線組；111、傳感器導線；112、顯示屏導線；113、供電導線。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，進一步闡述本實用新型。在下面的詳細描述中，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，本領域的普通技術人員可以認識到，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，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。

如圖1、圖2、圖3所示，根據本實用新型實施例的力的分解教學演示裝置，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設置于所述重塊艙3和所述背板1相鄰的一個側壁與所述重塊4相對應的側壁之間，所述Y向受力傳感器322設置于所述重塊艙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7固連，所述傳動機構7與裝配于所述背板1上的驅動機構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7、驅動機構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為系統供電。實驗時，調節驅動機構8帶動傳動機構7實現重塊艙3的角度變化，此時安裝于重塊艙3內的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上的旋轉角度傳感器323檢測重塊艙3旋轉角度，并將結果通過線路控制板9的處理后顯示在顯示屏6上達到演示效果。

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7連接，并隨其轉動，因此，三處加強板311的設計保證了重塊艙整體結構強度及整套機構的工作可靠性。

進一步地，如圖1所示，所述背板1上還設置有限位銷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，同時為了達到可靠的限位功能，限位銷5應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，導致重塊4跌落，導致實驗失敗。

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向受力分解數值、Y向受力分解數值和重物艙旋轉角度數值，如此，三個數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與驅動機構8連接，當驅動機構8帶動主動齒輪712轉動時，與主動齒輪712嚙合的從動齒輪711隨之轉動，進而通過重塊艙銷軸312控制重塊艙3進行旋轉，為了實現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的傳動比設置在5與8之間，這樣，在主動齒輪712轉動時，從動齒輪711轉動速度較小，如此可方便對重塊艙3的旋轉角度進行控制，便于學生進行觀察。

優選地，如圖2所示，所述驅動機構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，驅動機構由操縱搖臂軸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，進而實現控制重塊艙3的旋轉角度。

優選地，如圖2所示，所述導線組包括傳感器導線111和顯示屏導線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線111和所述顯示屏導線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另一個平面所對應的所述底座2上，所述導線組11還包括供電導線113，所述線路控制板9通過所述供電導線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的另一個側面上，電池組10固定在背板1另一個平面所對應的底座2上，線路控制板9通過導線組11與顯示屏6、電池組10以及各傳感器相連接，如此，導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、導線組11均不在學生視野范圍內，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。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所做出的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。