一种高中物理自由落体实验模拟装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种实验模拟装置，具体来讲是一种高中物理自由落体实验模拟装置。


背景技术：

2.众所周知，自由落体是指常规物体只在重力的作用下，初速度为零的运动。也叫做自由落体运动。自由落体运动是一种理想状态下的物理模型，是任何物体在重力的作用下，至少在最初，只有重力为唯一力量条件下产生惯性轨迹，是初速度为0的匀加速运动。目前对于高中物理学习中通过会涉及到对物体自由落体实验演示，因此也出现了一些结构不同的自由落体实验模拟设备。
3.经过分析发现，现有的自由落体实验模拟设备在运行时，通常是通过小球来体现，但是当小球自由下落后再人工手动的将其还原至高点；缺乏对小球的自动提升能力，显得自由落体实验模拟设备的自动化程度较差。


技术实现要素：

4.因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种高中物理自由落体实验模拟装置；改进之后，当下落的小球下落后，能够对小球实现自动提升及复位，不用人工用手去移动小球。
5.本实用新型是这样实现的，构造一种高中物理自由落体实验模拟装置，该装置包括装置支撑架、透明下落管、小球托举机构以及控制设备，控制设备用于对小球托举机构进行连接控制；所述透明下落管竖向固定于支撑架的中部，小球托举机构对应于透明下落管的顶部；在透明下落管的上部设置有小球回收仓，该装置还包括能够将小球由下提升至小球回收仓的小球提升装置；所述小球提升装置包括螺旋提升机构和提升外筒两部分；螺旋提升机构的螺旋段置于提升外筒内。
6.优化的；所述小球托举机构由两组动作气缸构成，每组动作气缸分别通过气缸托架固定在小球回收仓的下壁面，每组动作气缸的动作端分别设置有用于对小球进行托举的半圆弧形托举盘；每组动作气缸分别与控制设备的输出端连接。
7.优化的；该装置还包括设置于透明下落管外侧面的多个感应组件；感应组件与控制设备的信号输入端连接。
8.优化的；该装置还包括设置于透明下落管内部的风扇组件；风扇组件与控制设备的输出端连接。
9.优化的；透明下落管的底部设置有缓冲垫，缓冲垫为海绵材质制成，透明下落管的底部通过倾斜通道与小球托举机构的下端连通。
10.优化的；倾斜通道的左端设置感应组件；感应组件与控制设备的信号输入端连接。
11.优化的；装置支撑架的顶部开有小球取放操作口；小球取放操作口上部设置挡板。
12.优化的；装置支撑架的底部设置吸盘。
13.本实用新型具有如下优点：
14.本实用新型先将整个装置通过底部的吸盘固定在实验桌或其他位置上；实验前，打开挡板，通过小球取放操作口放进实验小球，此时两组半圆弧形托举盘处于合拢状态，刚放进的小球置于两组半圆弧形托举盘内，做好实验前的准备工作；然后操控控制设备对两组动作气缸进行控制，使其收缩动作从而让两组半圆弧形托举盘分开，此时小球自动落体(两组半圆弧形托举盘分开后，马上控制两组动作气缸动作使其让两组半圆弧形托举盘马上合拢)，小球在下落的过程中会让多个感应组件感应到，当实验小球下落经过对应的感应组件的位置时，感应组件将会向控制设备发出信号，以此获得对应的时间；当小球下落到透明下落管的底部时，通过缓冲垫进行缓冲，防止对底部产生损坏；小球再通过倾斜通道到达小球托举机构的下端，此时经感应组件感应，感应组件向控制设备发出信号，由控制设备启动螺旋提升机构转动，带动小球实现上提，当小球运动到螺旋提升机构的顶部时会自动进入小球回收仓中，经小球回收仓进入到已合拢的两组半圆弧形托举盘内，以此达到对小球的自动提升及复位的目的，不用人工用手去移动小球。另外，当小球再下落过程中，可以通过控制设备启动风扇组件，通过风扇组件向下落的小球沿着水平方向吹风受力，以此展现出受外力作用下的下落变化。
附图说明
15.图1是本实用新型整体结构示意图；
16.图2是本实用新型中对小球托举机构部位示意图。
17.其中：装置支撑架1，透明下落管2，小球回收仓3，小球提升装置4，螺旋提升机构4a，提升外筒4b，动作气缸5，气缸托架6，半圆弧形托举盘7，控制设备8，感应组件9，风扇组件10，缓冲垫11，倾斜通道12，感应组件13，小球取放操作口14，挡板15，吸盘16。
具体实施方式
18.下面将结合附图1-图2对本实用新型进行详细说明，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
19.本实用新型通过改进在此提供一种高中物理自由落体实验模拟装置，如图1-图2所示，该装置包括装置支撑架1、透明下落管2、小球托举机构以及控制设备8，控制设备8用于对小球托举机构进行连接控制；与现有同类型自由落体实验设备不同在于，所述透明下落管2竖向固定于支撑架1的中部，小球托举机构对应于透明下落管2的顶部；在透明下落管2的上部设置有小球回收仓3，该装置还包括能够将小球由下提升至小球回收仓3的小球提升装置4。
20.实施时；所述小球托举机构由两组动作气缸5构成，每组动作气缸5分别通过气缸托架6固定在小球回收仓3的下壁面，每组动作气缸5的动作端分别设置有用于对小球进行托举的半圆弧形托举盘7；每组动作气缸5分别与控制设备8的输出端连接。
21.实施时；该装置还包括设置于透明下落管2外侧面的多个感应组件9；感应组件9与控制设备8的信号输入端连接。当实验小球下落经过对应的感应组件9的位置时，感应组件
将会向控制设备8发出信号，以此获得对应的时间。
22.实施时；该装置还包括设置于透明下落管2内部的风扇组件10；风扇组件10与控制设备8的输出端连接。
23.实施时；小球提升装置4包括螺旋提升机构4a和提升外筒4b两部分；螺旋提升机构4a的螺旋段置于提升外筒4b内。
24.实施时；透明下落管2的底部设置有缓冲垫11，缓冲垫11为海绵材质制成，透明下落管2的底部通过倾斜通道12与小球托举机构的下端连通。
25.实施时；倾斜通道12的左端设置感应组件13；感应组件13与控制设备8的信号输入端连接。
26.实施时；装置支撑架1的顶部开有小球取放操作口14；小球取放操作口14上部设置挡板15。
27.实施时；装置支撑架1的底部设置吸盘16；能够通过吸盘16稳固的将该装置整体吸附在实验桌或其他位置上。
28.本实用新型运行过程如下；
29.先将整个装置通过底部的吸盘16固定在实验桌或其他位置上；实验前，打开挡板15，通过小球取放操作口14放进实验小球，此时两组半圆弧形托举盘7处于合拢状态，刚放进的小球置于两组半圆弧形托举盘7内，做好实验前的准备工作；然后操控控制设备8对两组动作气缸5进行控制，使其收缩动作从而让两组半圆弧形托举盘7分开，此时小球自动落体(两组半圆弧形托举盘7分开后，马上控制两组动作气缸5动作使其让两组半圆弧形托举盘7马上合拢)，小球在下落的过程中会让多个感应组件9感应到，当实验小球下落经过对应的感应组件9的位置时，感应组件将会向控制设备8发出信号，以此获得对应的时间；当小球下落到透明下落管2的底部时，通过缓冲垫11进行缓冲，防止对底部产生损坏；小球再通过倾斜通道12到达小球托举机构的下端，此时经感应组件13感应，感应组件13向控制设备8发出信号，由控制设备8启动螺旋提升机构4a转动，带动小球实现上提，当小球运动到螺旋提升机构4a的顶部时会自动进入小球回收仓3中，经小球回收仓3进入到已合拢的两组半圆弧形托举盘7内，以此达到对小球的自动提升及复位的目的，不用人工用手去移动小球。另外，当小球再下落过程中，可以通过控制设备8启动风扇组件10，通过风扇组件10向下落的小球沿着水平方向吹风受力，以此展现出受外力作用下的下落变化。
30.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。