一种用于电磁学的教学演示实验装置的制作方法

1.本发明涉及物理教学技术领域，具体是一种用于电磁学的教学演示实验装置。


背景技术：

2.电磁学是物理学的一个分支，起源于近代，广义的电磁学可以说是包含电学和磁学，但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科，主要研究电磁波，电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学等，根据近代物理学的观点，磁的现象是由运动电荷所产生的，因而在电学的范围内必然不同程度地包含磁学的内容，所以电磁学和电学的内容很难截然划分，而“电学”有时也就作为“电磁学”的简称；
3.在物理学的授课过程中，往往需要通过教学演示实验装置来辅助学生理解各项教学内容，但现有用于电磁学的教学演示实验装置的结构简单，在实际使用过程中，不能够进行高度调节，不方便进行移动，对操作和演示效果带来不利影响，且难以对具体的演示组件进行更换，使用效果不佳，有待进行改善。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于电磁学的教学演示实验装置，方便对演示部件进行拆装，拆装过程省时省力，且方便进行高度调节和移动，操作简单，使用效果好，解决了现有电磁学教学演示装置在使用时不方便进行高度调节，使用后不方便进行搬运，以及对演示部件的安装较为费时费力的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种用于电磁学的教学演示实验装置，包括底座、承载座、安装座和电磁学演示组件，所述承载座水平设置于底座的上方，所述电磁学演示组件的底部通过螺栓固定设有安装座，且安装座压住承载座，固定筒竖直设置并固定安装在底座的顶部，螺纹筒竖直设置在承载座的底部，螺纹筒向下插入固定筒中，且螺纹筒的开口朝下；所述底座上通过轴承转动设置有第一螺柱，且第一螺柱与螺纹筒螺纹连接；所述固定筒内竖直设置导杆，所述螺纹筒上设有连接块，且连接块与导杆滑动连接；第二螺柱的数目为多组并通过轴承转动设置于底座内，活动板水平设置并与第二螺柱螺纹连接；所述活动板的底部安装有滚轮，所述底座的底部开设有供滚轮穿过的开口；滑动座滑动设置在底座的顶部内壁，所述滑动座上通过电机座安装有电机，所述电机的输出端设有传动杆，且传动杆传动连接第一螺柱和其中一组第二螺柱，各第二螺柱通过传动带传动连接；
7.连接筒水平设置在底座的顶部内壁，所述连接筒内开设有第一限位腔，第一活塞设置于第一限位腔内；所述滑动座上背向电机的一侧固定安装有推杆，所述推杆的另一端插入第一限位腔内并与第一活塞连接，所述弹簧套设在推杆上并连接第一活塞和连接筒；第一负压管连通第一限位腔，第一负压管和推杆位于第一活塞的两侧；所述第一负压管上设有第一进气管，且第一负压管和第一进气管上分别设有阀门；
8.所述承载座内开设有负压腔和两组第二限位腔，第二负压管与负压腔连通，两个
第二限位腔位于负压腔两侧并与其连通；所述第二负压管上安装有第二进气管，且第二负压管和第二进气管上分别设有阀门；第二活塞设置于第二限位腔中，压板位于安装座的两侧并夹住安装座；拉杆横向设置并通过螺栓固定在压板上，且拉杆的另一端插入第二限位腔中并与第二活塞连接；所述安装座的两侧开设有插槽，插杆横向设置在压板上并插入插槽中。
9.进一步的，所述传动杆上安装有第一锥齿轮和第二锥齿轮，所述第一螺柱的底部安装有第三锥齿轮，其中一组第二螺柱上安装有第四锥齿轮，第一锥齿轮与第三锥齿轮相对应，第二锥齿轮与第四锥齿轮相对应；各第二螺柱上分别设有传动轮，传动带连接各传动轮；
10.在第一锥齿轮与第三锥齿轮相啮合的状态下，第二锥齿轮与第四锥齿轮脱离；在第二锥齿轮与第四锥齿轮相啮合的状态下，第一锥齿轮与第三锥齿轮脱离。
11.进一步的，所述底座的两侧通过螺栓固定安装有固定块，所述固定块的底部设有吸盘，吸盘与地面接触，且吸盘为橡胶吸盘。
12.进一步的，还包括抽气机构；所述抽气机构包括抽气机、抽气管和排气管，抽气机通过安装板固定在底座上，抽气管和排气管均安装在抽气机上，且抽气管的另一端连接第一负压管和第二负压管，排气管与外界连通。
13.进一步的，所述安装座的底部竖直设置开口朝下的定位槽，所述承载座的顶部固定安装有定位杆，且定位杆向上插入定位槽中。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1、本发明中，通过第二负压管将负压腔内的空气抽出以使其内部呈负压状态，当第二负压管将负压腔内的气体不断抽出后，两个第二活塞分别朝负压腔的方向运动，两侧的拉杆进行相向运动以使之间的距离不断减小，直至两个压板夹住安装座，两侧的插杆插入对应的插槽中，实现对电磁学演示组件的有效固定，方便对电磁学演示组件进行安装，反之只需打开第二进气管上的阀门以使外部空气进入负压腔内即可，便于更换不同电磁学演示方面的装置，有助于使用；
16.2、本发明中，通过第一负压管将第一限位腔内的空气抽出，第一活塞随之进行运动并拉动滑动座，以使第一锥齿轮与第三锥齿轮啮合，电机使传动杆进行转动，进而使第一螺柱进行转动，螺纹筒在导杆的导向作用下进行竖直方向运动，从而实现对电磁学演示组件所处高度的调节，操作简单，有助于进行演示操作；
17.3、本发明中，打开第一进气管上的阀门以使外部空气进入第一限位腔内，弹簧复位并拉动第一活塞运动，推杆推动滑动座朝远离连接筒的方向运动，此时第二锥齿轮与第四锥齿轮啮合，电机使传动杆进行转动，进而使第二螺柱进行转动，活动板随之进行竖直向下运动，滚轮向下穿出开口并与地面接触，此时可推动装置以使其运动，方便对装置进行搬运，灵活性较佳，使用效果好；
18.4、本发明中，通过设置定位杆和定位槽，安装时使定位杆插入定位槽中，实现对安装座的定位，以使插杆对准插槽，后续的固定操作更加快速，固定效果更好；通过设置一个抽气机构便可实现夹持安装座和驱动滑动座的作用，通过设置一个电机便可实现滚轮和承载座的升降，降低了生产成本，使用方便，使用效果更佳。
附图说明
19.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；
20.图1为本发明提出的一种用于电磁学的教学演示实验装置的结构示意图。
21.图2为图1中a部分的放大图。
22.图3为本发明提出的一种用于电磁学的教学演示实验装置中承载座、安装座和电磁学演示组件的连接示意图。
23.图4为本发明提出的一种用于电磁学的教学演示实验装置中第一螺柱、传动杆和其中一组第二螺柱的连接示意图。
24.图5为本发明提出的一种用于电磁学的教学演示实验装置中第二螺柱和传动带的连接示意图(俯视)。
25.附图标记：1、底座；2、承载座；3、安装座；4、电磁学演示组件；5、固定筒；6、螺纹筒；7、第一螺柱；8、导杆；9、连接块；10、电机；11、滑动座；12、连接筒；13、推杆；14、第一限位腔；15、弹簧；16、第一活塞；17、第二螺柱；18、传动带；19、传动轮；20、传动杆；21、第一锥齿轮；22、第二锥齿轮；23、第三锥齿轮；24、第四锥齿轮；25、第一负压管；26、第一进气管；27、活动板；28、滚轮；29、开口；30、固定块；31、吸盘；32、负压腔；33、第二负压管；34、第二进气管；35、第二限位腔；36、第二活塞；37、拉杆；38、压板；39、插杆；40、插槽；41、定位杆；42、定位槽；43、抽气机构。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.实施例一：
28.如图1
‑
3所示，本发明提出的一种用于电磁学的教学演示实验装置，包括底座1、承载座2、安装座3和电磁学演示组件4，承载座2水平设置于底座1的上方，电磁学演示组件4的底部通过螺栓固定设有安装座3，且安装座3压住承载座2，承载座2对安装座3和电磁学演示组件4进行承载，安装座3的底部竖直设置开口朝下的定位槽42，承载座2的顶部固定安装有定位杆41，且定位杆41向上插入定位槽42中，实现对安装座3的定位，后续的固定操作更加快速，固定效果更好；固定筒5竖直设置并固定安装在底座1的顶部，螺纹筒6竖直设置在承载座2的底部，螺纹筒6向下插入固定筒5中，且螺纹筒6的开口朝下；底座1的两侧通过螺栓固定安装有固定块30，固定块30的底部设有吸盘31，吸盘31与地面接触，当对装置进行固定时，吸盘31压住地面并吸附在地面上，显著提高了固定效果，有助于防止装置翻倒，且吸盘31为橡胶吸盘，吸附力较强；底座1上通过轴承转动设置有第一螺柱7，且第一螺柱7与螺纹筒6螺纹连接；固定筒5内竖直设置导杆8，螺纹筒6上设有连接块9，且连接块9与导杆8滑动连接，导杆8对连接块9起到导向作用；第二螺柱17的数目为多组并通过轴承转动设置于底座1内，活动板27水平设置并与第二螺柱17螺纹连接；活动板27的底部安装有滚轮28，底座1的底部开设有供滚轮28穿过的开口29，滚轮28用于使装置进行运动，方便对装置进行搬运；滑动座11滑动设置在底座1的顶部内壁，滑动座11上通过电机座安装有电机10，电机10的输
出端设有传动杆20，电机10驱动传动杆20，且传动杆20传动连接第一螺柱7和其中一组第二螺柱17，传动杆20使第一螺柱7和其中一组第二螺柱17进行转动，各第二螺柱17通过传动带18传动连接；
29.连接筒12水平设置在底座1的顶部内壁，连接筒12内开设有第一限位腔14，第一活塞16设置于第一限位腔14内；滑动座11上背向电机10的一侧固定安装有推杆13，推杆13推动滑动座11，推杆13的另一端插入第一限位腔14内并与第一活塞16连接，弹簧15套设在推杆13上并连接第一活塞16和连接筒12；第一负压管25连通第一限位腔14，第一负压管25和推杆13位于第一活塞16的两侧，通过第一负压管25将第一限位腔14内的空气抽出；第一负压管25上设有第一进气管26，且第一负压管25和第一进气管26上分别设有阀门，通过阀门控制空气的输出；
30.承载座2内开设有负压腔32和两组第二限位腔35，第二负压管33与负压腔32连通，通过第二负压管33将负压腔32内的空气抽出，两个第二限位腔35位于负压腔32两侧并与其连通；第二负压管33上安装有第二进气管34，第一进气管26使外部空气进入第一限位腔14内，且第二负压管33和第二进气管34上分别设有阀门，通过阀门控制外部空气的进入；第二活塞36设置于第二限位腔35中，第二活塞36在第二限位腔35内滑动，压板38位于安装座3的两侧并夹住安装座3，以实现对安装座3的固定；拉杆37横向设置并通过螺栓固定在压板38上，且拉杆37的另一端插入第二限位腔35中并与第二活塞36连接，拉杆37拉动第二活塞36运动；安装座3的两侧开设有插槽40，插杆39横向设置在压板38上并插入插槽40中，显著提高对安装座3的固定效果。
31.实施例二：
32.如图4
‑
5所示，本实施例与实施例1基本相同，优选地，传动杆20上安装有第一锥齿轮21和第二锥齿轮22，传动杆20使第一锥齿轮21和第二锥齿轮22进行转动，第一螺柱7的底部安装有第三锥齿轮23，其中一组第二螺柱17上安装有第四锥齿轮24，第一锥齿轮21与第三锥齿轮23相对应，第一锥齿轮21驱动第三锥齿轮23以使第一螺柱7进行转动，第二锥齿轮22与第四锥齿轮24相对应，第二锥齿轮22驱动第四锥齿轮24以使对应的第二螺柱17进行转动；各第二螺柱17上分别设有传动轮19，传动带18连接各传动轮19，传动带18通过各传动轮19使各第二螺柱17进行同步转动；在第一锥齿轮21与第三锥齿轮23相啮合的状态下，第二锥齿轮22与第四锥齿轮24脱离；在第二锥齿轮22与第四锥齿轮24相啮合的状态下，第一锥齿轮21与第三锥齿轮23脱离，通过设置一个电机10便可实现滚轮和承载座的升降，降低了生产成本，使用方便，使用效果更佳。
33.实施例三：
34.本实施例与实施例1基本相同，优选地，还包括抽气机构43；抽气机构43包括抽气机、抽气管和排气管，抽气机通过安装板固定在底座1上，抽气机向外进行抽气，抽气管和排气管均安装在抽气机上，且抽气管的另一端连接第一负压管25和第二负压管33，抽气管将第一负压管25或第二负压管33内的空气抽出，进而通过第一负压管25和第二负压管33将第一限位腔14和负压腔32内的空气抽出，继而使第一活塞16和第二活塞36进行运动，最终拉动滑动座11和压板38，排气管与外界连通，排气管将抽出的气体排出，通过设置一个抽气机构43便可实现夹持安装座和驱动滑动座的作用。
35.本发明的工作原理：使用时，将电磁学演示组件4放置在承载座2上，并使定位杆41
插入定位槽42中，通过第二负压管33将负压腔32内的空气抽出以使其内部呈负压状态，当第二负压管33将负压腔32内的气体不断抽出后，两个第二活塞36分别朝负压腔32的方向运动，两侧的拉杆37进行相向运动以使之间的距离不断减小，直至两个压板38夹住安装座3，两侧的插杆39插入对应的插槽40中，此时关闭第二负压管33上的阀门，实现对电磁学演示组件4的有效固定，方便对电磁学演示组件4进行安装；当需要取下电磁学演示组件4时，只需打开第二进气管34上的阀门以使外部空气进入负压腔32内即可，便于更换不同电磁学演示方面的装置；
36.当需要调整电磁学演示组件4所处高度时，通过第一负压管25将第一限位腔14内的空气抽出，然后关闭第一负压管25上的阀门，此时弹簧15处于拉伸状态，第一活塞16随之进行运动并拉动滑动座11，以使第一锥齿轮21与第三锥齿轮23啮合，电机10使传动杆20进行转动，进而通过第一锥齿轮21和第三锥齿轮23使第一螺柱7进行转动，螺纹筒6在导杆8的导向作用下进行竖直方向运动，从而实现对电磁学演示组件4所处高度的调节，操作简单，有助于进行演示操作；
37.当需要对移动装置时，打开第一进气管26上的阀门以使外部空气进入第一限位腔14内，此时弹簧15复位并拉动第一活塞16运动，推杆13推动滑动座朝远离连接筒12的方向运动，此时第二锥齿轮22与第四锥齿轮24啮合，电机10使传动杆20进行转动，进而通过第二锥齿轮22和第四锥齿轮24使第二螺柱17进行转动，活动板27随之进行竖直向下运动，滚轮28向下穿出开口29并与地面接触，此时可推动装置以使其运动，方便对装置进行搬运，灵活性较佳，使用效果好。
38.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
39.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
40.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。