多功能力学实验装置的制作方法

1.本发明涉及力学实验设备的技术领域，特别涉及多功能力学实验装置。


背景技术：

2.物理教学过程中，需要用到多种力学演示实验装置，如向心力演示仪、重力加速度测量装置、摩擦力测量装置、拉力测量、物体称重等各种仪器设备。因此，实验室需要配备多种仪器设备，不仅占用空间，而且购买多套设备的费用较高。目前并没有一种集多种实验装置于一体，结构简单，操作方便且成本低的力学实验装置。


技术实现要素：

3.本发明意在提供多功能力学实验装置，解决了现有的实验仪器设备功能单一且占用空间的问题。
4.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：多功能力学实验装置，包括底座、操作控制器、电机、转筒、转臂和钢球，所述操作控制器和电机均设置在底座上，所述电机与转筒之间连接有传动皮带，所述转筒转动连接在底座上，所述转筒上螺纹连接有第一转轴，所述第一转轴穿设在转臂和底座上，所述第一转轴与转臂螺纹连接，所述转臂上设有刻度线，所述转臂上设置有插槽，所述插槽内设有摩擦板，所述转臂的两侧均转动连接有支撑杆，所述支撑杆的长度等于转臂与底座之间的间距，所述转臂上设置有拉力测量模块，所述操作控制器上设置有电机速率调节按钮和电机启停按钮；所述拉力测量模块内设置有第二转轴和拉力测量轮，所述第二转轴上包覆牵引线，所述牵引线的自由端绕过拉力测量轮，所述牵引线的自由端设有位于拉力测量模块外的连接头，所述连接头与钢球可拆卸连接，所述第二转轴上包覆有齿轮，所述第一转轴内嵌设有与齿轮相啮合的齿条，所述齿条的最外侧未超出第一转轴的外表面。
5.与现有技术相比，本方案的有益效果：
6.本方案结构简单，操作方便，可完成向心力和摩擦力的测量与演示实验，大大的降低了实验仪器所占用的空间以及其购买成本。
附图说明
7.图1是本发明多功能力学实验装置的结构示意图；
8.图2是本发明中拉力测量模块的剖视图；
9.图3是本发明中转臂的侧视图。
具体实施方式
10.下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
11.说明书附图中的附图标记包括：底座1、操作控制器2、电机3、转筒4、转臂5、钢球6、传动皮带7、第一转轴8、摩擦板9、支撑杆10、卡钩11、第二转轴12、拉力测量轮13、壳体14、牵
引线15、连接头16、钢球17、齿轮18。
12.实施例
13.如附图1至图3所示：多功能力学实验装置，包括底座1、操作控制器2、电机3、转筒4、转臂5和钢球176，底座1由支撑板和设置在支撑板底部四个角上的支腿构成。操作控制器2上电连接有显示屏，操作控制器2与底座1之间连接有连杆，连杆倾斜设置在底座1上。电机3螺栓连接在底座1上且电机3的输出轴竖直向上设置，电机3的输出轴与转筒4之间连接有传动皮带7。转筒4为内部中空上下开口设计，转筒4转动连接在底座1上，转筒4内螺纹连接有第一转轴8，第一转轴8穿设在转臂5和底座1上，第一转轴8与转臂5的螺纹连接。转臂5的上表面设有刻度线，转臂5内设置有插槽，插槽内卡合有摩擦板9。转臂5的左右两侧均铰接有橡胶制成的支撑杆10，每个支撑杆10的长度均等于转臂5与底座1之间的间距，两根支撑杆10分别设置在第一转轴8的前后侧，转臂5的底部还对称设有供支撑杆10卡合的“l”形状的卡钩11，底座1上还设有供支撑杆10卡合的卡槽。转臂5上设置有拉力测量模块，操作控制器2上设置有电机3速率调节按钮和电机3启停按钮；拉力测量模块内设置有第二转轴12和拉力测量轮13，第二转轴12外设置有内部中空的壳体14，第二转轴12与壳体14转动连接，第二转轴12上包覆牵引线15，牵引线15的自由端绕过拉力测量轮13，牵引线15的自由端设有位于拉力测量模块外的连接头16，连接头16与钢球176螺纹连接，第二转轴12上包覆有齿轮18，第一转轴8上靠近第二转轴12的一侧设有凹槽，凹槽内嵌设有与齿轮18相啮合的齿条，齿条的最外侧未超出凹槽。
14.本方案的工作过程：
15.在进行向心力演示时，首先将两个支撑杆10卡合固定在卡槽，再利用控制操作器启动电机3，此时第一转轴8在传动皮带7、转筒4和转臂5的共同作用下做上下往复移动，在第一转轴8移动的过程中，可利用齿条和齿轮18来带动第二转轴12转动，从而实现牵引线15长度的调节。然后将支撑杆10从卡槽内移出并固定在卡钩11上并再次启动电机3，此时电机3利用传动皮带7、转筒4、第一转轴8来带动转臂5转动，从而将拉力测量轮13上测得的数值显示在显示屏上。
16.在进行摩擦力测量时，将摩擦板9插入插槽内，将连接头16上的钢球176换为摩擦块并且将其放置在摩擦板9上，然后将支撑杆10卡合在卡槽内并启动电机3，此时第一转轴8在传动皮带7、转筒4和转臂5的共同作用下做上下往复移动，在第一转轴8移动的过程中，可利用齿条和齿轮18来带动第二转轴12转动，第二转轴12转动后利用牵引线15和连接头16来带动摩擦块移动，从而将拉力测量轮13上测得的数值显示在显示屏上。
17.以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。


技术特征：
1.多功能力学实验装置，其特征在于：包括底座、操作控制器、电机、转筒、转臂和钢球，所述操作控制器和电机均设置在底座上，所述电机与转筒之间连接有传动皮带，所述转筒转动连接在底座上，所述转筒上螺纹连接有第一转轴，所述第一转轴穿设在转臂和底座上，所述第一转轴与转臂螺纹连接，所述转臂上设有刻度线，所述转臂上设置有插槽，所述插槽内设有摩擦板，所述转臂的两侧均转动连接有支撑杆，所述支撑杆的长度等于转臂与底座之间的间距，所述转臂上设置有拉力测量模块，所述操作控制器上设置有电机速率调节按钮和电机启停按钮；所述拉力测量模块内设置有第二转轴和拉力测量轮，所述第二转轴上包覆牵引线，所述牵引线的自由端绕过拉力测量轮，所述牵引线的自由端设有位于拉力测量模块外的连接头，所述连接头与钢球可拆卸连接，所述第二转轴上包覆有齿轮，所述第一转轴内嵌设有与齿轮相啮合的齿条，所述齿条的最外侧未超出第一转轴的外表面。

技术总结
本发明专利公开了多功能力学实验装置，具体涉及力学实验设备的技术领域。多功能力学实验装置，包括底座、操作控制器、电机、转筒、转臂和钢球，操作控制器和电机均设置在底座上，电机与转筒之间连接有传动皮带，转筒上螺纹连接有第一转轴，第一转轴与转臂螺纹连接，转臂上设有刻度线，转臂上设置有插槽，插槽内设有摩擦板，转臂的两侧均转动连接有支撑杆，转臂上设置有拉力测量模块，拉力测量模块内设置有第二转轴和拉力测量轮，第二转轴上包覆牵引线，牵引线设有连接头，第二转轴上包覆有齿轮，第一转轴内嵌设有齿条。采用本发明技术方案解决了现有的实验仪器设备功能单一且占用空间的问题，可用于向心力和摩擦力的测量与演示。可用于向心力和摩擦力的测量与演示。可用于向心力和摩擦力的测量与演示。


技术研发人员：赵鹏 张龙威 季康龙 赵晖 涂昶昶
受保护的技术使用者：兰州大学
技术研发日：2021.06.23
技术公布日：2021/10/28