一种电磁环境实验装置的制作方法

1.本发明涉及电磁实验技术领域，特别涉及一种电磁环境实验装置。


背景技术：

2.切割磁感线运动是指物体在磁场中运动，而该运动一定与磁感线成一定角度，而不与磁感线平行，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应现象。
3.现有技术中，人们用金属杆与电流表接通为闭合电路，手动移动金属杆，使金属杆在u型磁铁中切割磁感线，观察电流表的电流变化，但是此种实验装置会由于移动金属杆的快慢等因素影响实验效果，人们在实际操作时难以手动实现稳定不同速度的移动金属杆。


技术实现要素：

4.鉴于此，本发明提出一种电磁环境实验装置，可以稳定移动金属杆进行电磁实验，并且可以根据需要调节金属杆的速度，以适用于不同实验需求。
5.本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种电磁环境实验装置，包括支撑板、u型磁铁、电流表、固定片、金属杆、切割驱动机构以及速度调节机构，所述支撑板包括实验正面以及调节背面，其上设置有滑动通口，所述u型磁铁设置在实验正面，并包围在滑动通口外侧，所述电流表设置在实验正面上；所述切割驱动机构设置在调节背面，其包括驱动螺杆以及连接块，所述驱动螺杆位于滑动通口一侧，所述连接块设置在驱动螺杆上，并与驱动螺杆螺纹连接，所述固定片与连接块连接，所述金属杆一端与固定片连接，另一端穿过滑动通口向远离调节背面方向延伸；所述速度调节机构设置在调节背面，其包括从动皮带轮、u型辊架、传动辊、马达、同步带以及若干不同尺寸的主动皮带轮，所述u型辊架设置在调节背面上，所述传动辊转动设置在u型辊架上，若干个所述主动皮带轮套设在传动辊上，所述从动皮带轮与驱动螺杆一端连接，所述同步带连接从动皮带轮以及主动皮带轮，所述马达输出轴与传动辊一端连接，所述电流表与金属杆电性连接。
7.优选的，所述速度调节机构还包括第一固定板、横移螺杆、第二固定板、纵移螺杆以及滑移块，所述第一固定板位于u型辊架上方，其底面开设有横移滑槽，所述第二固定板位于u型辊架一侧，其顶部伸入到横移滑槽中，所述横移螺杆从第一固定板一侧穿入到横移滑槽中，并分别与横移滑槽以及第二固定板螺纹连接，所述第二固定板靠近u型辊架的一侧开设有纵移滑槽，所述滑移块设置在纵移滑槽中，并与u型辊架连接，所述纵移螺杆从第二固定板底部伸入到纵移滑槽中，并分别与第二固定板以及滑移块螺纹连接。
8.优选的，所述u型辊架底面向下延伸设置有承载板，所述马达设置在承载板上。
9.优选的，所述切割驱动机构还包括轴座，所述轴座设置在调节背面上，并位于滑动通口的上下两端，所述驱动螺杆与轴座转动连接。
10.优选的，多个所述主动皮带轮尺寸由上至下依次减小。
11.优选的，还包括弹性固定机构，所述弹性固定机构设置在实验正面上，并以u型磁铁对称设置，所述弹性固定机构包括定位套、滑套以及弹簧，所述定位套固定设置在实验正面上，所述滑套抵接在u型磁铁外侧壁上，所述弹簧连接定位套以及滑套。
12.优选的，还包括底板以及高度调节机构，所述底板设置在支撑板底面，并通过高度调节机构与支撑板连接。
13.优选的，所述高度调节机构包括导向筒、导向杆、螺纹筒以及升降螺杆，所述导向筒以及螺纹筒设置在调节背面上，所述导向杆底端与底板顶面连接，其顶端伸入到导向筒中，所述升降螺杆穿过底板伸入到螺纹筒中，并与螺纹筒螺纹连接。
14.优选的，还包括支撑腿，所述支撑腿设置在底板底面。
15.优选的，还包括控制器，所述控制器设置在调节背面，并与马达电性连接。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.本发明提供了一种电磁环境实验装置，用于进行电磁实验，启动马达后，马达通过主动皮带轮、同步带以及从动皮带轮带动驱动螺杆转动，设置在驱动螺杆上的连接块可以将驱动螺杆的旋转运动转化成直线运动，并带动固定片和金属杆沿着滑动通口上下滑动，在滑动通口的外围设置了u型磁铁，金属杆在上下滑动的时候会切割u型磁铁产生的磁场的磁感线，并产生感应电流，通过所设置的电流表可以对产生的感应电流进行检测，以实现电磁实验，而由于主动皮带轮设置有多个尺寸，因此可以调节不同尺寸的主动皮带轮与从动皮带轮连接，实现速度的调节，从而可以适用于多种不同的电磁实验需求。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明的一种电磁环境实验装置的主视结构示意图；
20.图2为图1中a处的放大图；
21.图3为本发明的一种电磁环境实验装置的后视结构示意图；
22.图4为图3中b处的放大图；
23.图5为图3中c处的放大图；
24.图中，1为支撑板，2为u型磁铁，3为电流表，4为定位套，5为滑套，6为弹簧，7为滑动通口，8为固定片，9为金属杆，10为轴座，11为驱动螺杆，12为连接块，13为从动皮带轮，14为u型辊架，15为传动辊，16为主动皮带轮，17为同步带，18为马达，19为第一固定板，20为横移滑槽，21为横移螺杆，22为第二固定板，23为纵移滑槽，24为纵移螺杆，25为滑移块，26为底板，27为导向筒，28为导向杆，29为螺纹筒，30为升降螺杆，31为控制器，32为实验正面，33为调节背面，34为承载板，35为支撑腿。
具体实施方式
25.为了更好理解本发明技术内容，下面提供一具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
26.参见图1至图5，本发明提供的一种电磁环境实验装置，包括支撑板1、u型磁铁2、电流表3、固定片8、金属杆9、切割驱动机构以及速度调节机构，所述支撑板1包括实验正面32以及调节背面33，其上设置有滑动通口7，所述u型磁铁2设置在实验正面32，并包围在滑动通口7外侧，所述电流表3设置在实验正面32上；所述切割驱动机构设置在调节背面33，其包括驱动螺杆11以及连接块12，所述驱动螺杆11位于滑动通口7一侧，所述连接块12设置在驱动螺杆11上，并与驱动螺杆11螺纹连接，所述固定片8与连接块12连接，所述金属杆9一端与固定片8连接，另一端穿过滑动通口7向远离调节背面33方向延伸；所述速度调节机构设置在调节背面33，其包括从动皮带轮13、u型辊架14、传动辊15、马达18、同步带17以及若干不同尺寸的主动皮带轮16，所述u型辊架14设置在调节背面33上，所述传动辊15转动设置在u型辊架14上，若干个所述主动皮带轮16套设在传动辊15上，所述从动皮带轮13与驱动螺杆11一端连接，所述同步带17连接从动皮带轮13以及主动皮带轮16，所述马达18输出轴与传动辊15一端连接，所述电流表3与金属杆9电性连接。
27.本发明的一种电磁环境实验装置，用于进行电磁感应实验，将u型磁铁2设置在支撑板1的实验正面32上，并在支撑板1上开设有滑动通口7，u型磁铁2位于滑动通口7的外围，在滑动通口7中设置有金属杆9，金属杆9可以沿着滑动通口7上下移动，从而对u型磁铁2产生的磁场中的磁感线进行切割，金属杆9切割磁感线后产生感应电流，通过电流表3可以采集金属杆9产生的感应电流数据，从而实现电磁实验。
28.对于金属杆9的驱动而言，在支撑板1的调节背面33设置了切割驱动机构，金属杆9的一端与固定片8连接，而固定片8与连接块12连接，连接块12则是螺纹设置在驱动螺杆11上的，驱动螺杆11位于滑动通口7的一侧，通过转动驱动螺杆11可以带动连接块12在竖直方向上移动，实现金属杆9在u型磁铁2的磁场中切割磁感线。
29.而对于驱动螺杆11的驱动而言，本发明设置了速度调节机构，速度调节机构可以带动驱动螺杆11旋转，其中速度调节机构通过马达18带动传动辊15旋转，设置在传动辊15上的主动皮带轮16通过同步带17带动驱动螺杆11上的从动皮带轮13转动，从而实现驱动螺杆11的转动，通过马达18的正反转可以实现驱动螺杆11的上下移动，而为了使本发明适用于不同的电磁实验需求，在传动辊15上设置了若干个不同尺寸的主动皮带轮16，将同步带17与不同的主动皮带轮16连接后可以改变驱动螺杆11转动的速度，从而实现金属杆9上下移动速度的调节。
30.优选的，所述速度调节机构还包括第一固定板19、横移螺杆21、第二固定板22、纵移螺杆24以及滑移块25，所述第一固定板19位于u型辊架14上方，其底面开设有横移滑槽20，所述第二固定板22位于u型辊架14一侧，其顶部伸入到横移滑槽20中，所述横移螺杆21从第一固定板19一侧穿入到横移滑槽20中，并分别与横移滑槽20以及第二固定板22螺纹连接，所述第二固定板22靠近u型辊架14的一侧开设有纵移滑槽23，所述滑移块25设置在纵移滑槽23中，并与u型辊架14连接，所述纵移螺杆24从第二固定板22底部伸入到纵移滑槽23中，并分别与第二固定板22以及滑移块25螺纹连接。
31.在进行电磁实验前，可以更换不同的主动皮带轮16，首先转动横移螺杆21，使横移螺杆21驱动第二固定板22沿第一固定板19上的横移滑槽20滑动，能够松脱同步带17，之后转动纵移螺杆24，使纵移螺杆24驱动滑移块25沿纵移滑槽23滑动下移，使得u型辊架14滑动，从而可以选择适当尺寸的主动皮带轮16，当适当速比的主动皮带轮16与从动皮带轮13
水平一致时即可重新套上同步带17，最后反转横移螺杆21绷紧同步带17即可，在使用中不同尺寸的主动皮带轮16与从动皮带轮13具有不同的速比，从而能够实现不同驱动金属杆9滑动的速度，实现不同的实验效果。
32.优选的，所述u型辊架14底面向下延伸设置有承载板34，所述马达18设置在承载板34上。
33.所设置的承载板34可以供马达18安装，在更换不同的主动皮带轮16时，u型辊架14会发生移动，承载板34可以带动马达18同步移动。
34.优选的，所述切割驱动机构还包括轴座10，所述轴座10设置在调节背面33上，并位于滑动通口7的上下两端，所述驱动螺杆11与轴座10转动连接。
35.所设置的轴座10供驱动螺杆11连接，驱动螺杆11在跟随从动皮带轮13转动时，其两端会在轴座10中转动。
36.优选的，多个所述主动皮带轮16尺寸由上至下依次减小。
37.将主动皮带轮16按照规律排布可以方便选择。
38.优选的，还包括弹性固定机构，所述弹性固定机构设置在实验正面32上，并以u型磁铁2对称设置，所述弹性固定机构包括定位套4、滑套5以及弹簧6，所述定位套4固定设置在实验正面32上，所述滑套5抵接在u型磁铁2外侧壁上，所述弹簧6连接定位套4以及滑套5。
39.为保证电磁实验的准确性，需要对u型磁铁2进行固定，为此，本发明设置了两侧的弹性固定机构，弹簧6可以推动滑套5向u型磁铁2方向移动，并抵接在u型磁铁2的侧壁上，实现固定，通过弹性固定机构的设置可以在实验过程中更换不同尺寸和磁力效果的u型磁铁2，以适配不同的实验。
40.优选的，还包括底板26以及高度调节机构，所述底板26设置在支撑板1底面，并通过高度调节机构与支撑板1连接，所述高度调节机构包括导向筒27、导向杆28、螺纹筒29以及升降螺杆30，所述导向筒27以及螺纹筒29设置在调节背面33上，所述导向杆28底端与底板26顶面连接，其顶端伸入到导向筒27中，所述升降螺杆30穿过底板26伸入到螺纹筒29中，并与螺纹筒29螺纹连接。
41.为了适应不同场地的需要，本发明将支撑板1设置成高度可以调节的，高度调节机构可以调节支撑板1与底板26之间的距离，以实现高度调节，在调节高度时，转动升降螺杆30，使升降螺杆30在螺纹筒29中转动，并对应的调节导向杆28在导向筒27中的长度，以实现支撑板1高度的调节。
42.优选的，还包括支撑腿35，所述支撑腿35设置在底板26底面。
43.支撑腿35呈矩形阵列设置，可以保证底板26以及支撑板1的稳固。
44.优选的，还包括控制器31，所述控制器31设置在调节背面33，并与马达18电性连接。
45.通过所设置的控制器31可以向马达18发出控制命令，以实现电磁实验的启动。
46.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。