一種失重實驗平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及實驗裝置，具體涉及一種失重實驗平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]在地球上，任何相對地心加速度恒為重力加速度的系統(tǒng)都是完全失重體系，因為在非慣性系統(tǒng)中，質(zhì)點受到的慣性力和重力大小相等，方向相反。圍繞地球飛行的航天器或者做拋物線飛行的飛機(jī)的加速度都等于重力加速度，所以，它們都是理想的失重平臺。但是，航天器和飛機(jī)對教學(xué)演示來講，過于昂貴，且不能在普通實驗室內(nèi)實現(xiàn)。因此，在物理教學(xué)中，設(shè)計一個成本低廉，性能可靠的失重平臺演示系統(tǒng)顯得十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的一種失重實驗平臺，該平臺能演示物理模型在失重環(huán)境下的狀
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[0004]本實用新型所述的一種失重實驗平臺，包括支架，支架包括底座、沿豎直方向固定在底座上端面上的豎直支架和固定在豎直支架頂端的水平支架，所述水平支架的下端面設(shè)置有掛鉤，掛鉤上栓有牽引繩，牽引繩具有彈性且其下端固定有實驗盒，實驗盒的上端面均勻布置有數(shù)個電磁鐵，所述水平支架的下端面設(shè)有與所述電磁鐵對應(yīng)且含有鐵磁性物質(zhì)的金屬片；所述底座上設(shè)有與所述電磁鐵連通的電磁鐵控制系統(tǒng)，所述底座上還設(shè)有與所述電磁鐵控制系統(tǒng)相連的電磁鐵開關(guān)；所述實驗盒內(nèi)固定有由透明材料制成的物理模型盒，所述實驗盒的一個側(cè)壁上設(shè)有朝向所述實驗盒內(nèi)部的攝像頭，所述底座上設(shè)有與攝像頭相連的視頻處理系統(tǒng)，所述底座上設(shè)有與所述視頻處理系統(tǒng)相連的視頻開關(guān)和顯示屏。
[0005]采用上述技術(shù)方案，利用電磁鐵控制實驗盒的下落，方便快捷；設(shè)置彈性的牽引繩，在實驗過程中能夠得到失重、超重條件下物理模型的狀態(tài)。設(shè)置攝像頭和顯示屏和視頻處理系統(tǒng)，方便觀測物理模型的狀態(tài)。
[0006]進(jìn)一步，所述實驗盒的一個側(cè)壁上設(shè)有用于放置手機(jī)的手機(jī)卡槽，所述手機(jī)卡槽的兩側(cè)均設(shè)有活動卡片和壓縮彈簧以組成夾持結(jié)構(gòu)，壓縮彈簧的一端固定在所述手機(jī)卡槽的側(cè)壁上，壓縮彈簧的另一端固定在所述活動卡片上。手機(jī)卡槽用于放置手機(jī)等視頻錄制設(shè)備，為實驗提供了一種便捷的選擇，同時在實驗過程中夾持結(jié)構(gòu)能夠防止視頻錄制設(shè)備滑落。
[0007]進(jìn)一步，所述底座上設(shè)置有與所述視頻處理系統(tǒng)相連的USB插口，方便傳輸攝像頭所錄制的視頻文件。
[0008]進(jìn)一步，所述豎直支架是由兩個支撐件組成的能夠伸縮的結(jié)構(gòu)，兩個支撐件的側(cè)壁上均設(shè)有刻度。方便調(diào)節(jié)和精確控制豎直支架的高度。
[0009]進(jìn)一步，所述牽引繩由彈簧和細(xì)繩連接而成，細(xì)繩栓在所述掛鉤上，彈簧的一端與細(xì)繩連接，彈簧的另一端固定在所述實驗盒上。使得實驗過程中能夠得到完全失重、部分失重和超重條件下物理模型的狀態(tài)。
[0010]進(jìn)一步，所述實驗盒的底板上設(shè)有四個用于固定所述物理模型盒的卡片，方便固定和取出物理模型盒。
[0011]進(jìn)一步，所述物理模型盒內(nèi)設(shè)有單擺或天平或沙漏或浮塊。
[0012]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，便于調(diào)節(jié)，能夠得到失重、超重條件下物理模型的狀態(tài)，方便實際教學(xué)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為水平支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為實驗盒的底板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為手機(jī)卡槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖5為內(nèi)部設(shè)有單擺的物理模型盒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖6為內(nèi)部設(shè)有天平的物理模型盒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖7為內(nèi)部設(shè)有沙漏的物理模型盒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖8為內(nèi)部設(shè)有浮塊的物理模型盒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:1 一支架；2—牽引繩；3—實驗盒；4一物理模型盒；5—電磁鐵控制系統(tǒng)；6—底座；7—豎直支架；8—水平支架；9一電磁鐵開關(guān)；10—視頻開關(guān)；11一顯不屏；12—USB插口 ；13—掛鉤；14一金屬片；15 —電磁鐵；16—手機(jī)卡槽；17—攝像頭；18—活動卡片；19一壓縮彈費；20—卡片；21—視頻處理系統(tǒng)；22—單擺；23—天平；24—沙漏；25—浮塊。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0023]如圖1所示的一種失重實驗平臺，包括支架I，支架I包括底座6、沿豎直方向固定在底座6上端面上的豎直支架7和固定在豎直支架7頂端的水平支架8，豎直支架7是由兩個支撐件組成的能夠伸縮的結(jié)構(gòu)，兩個支撐件的側(cè)壁上均設(shè)有刻度，能夠伸縮的豎直支架7配合刻度能精確調(diào)整豎直支架7的高度。水平支架8的下端面設(shè)置有掛鉤13，掛鉤13上栓有牽引繩2，牽引繩2的長度小于豎直支架7的高度，牽引繩2具有彈性且其下端固定有實驗盒3，具體的，牽引繩2由彈簧和細(xì)繩連接而成，細(xì)繩栓在掛鉤13上，彈簧的一端與細(xì)繩連接，彈簧的另一端固定在實驗盒3上。實驗盒3的上端面均勻布置有數(shù)個電磁鐵15，如圖2所示，水平支架8的下端面設(shè)有與電磁鐵15對應(yīng)且含有鐵磁性物質(zhì)的金屬片14。底座6上設(shè)有與電磁鐵15連通的電磁鐵控制系統(tǒng)5，底座6上還設(shè)有與電磁鐵控制系統(tǒng)5相連的電磁鐵開關(guān)9，電磁鐵開關(guān)9用于控制電磁鐵15。實驗盒3內(nèi)固定有物理模型盒4，物理模型盒4是由透明材料制成的六面半封閉小盒，實驗盒3的一個側(cè)壁上設(shè)有朝向?qū)嶒灪?內(nèi)部的攝像頭17，攝像頭17用于拍攝物理模型盒4內(nèi)部的物理模型的狀態(tài)，底座6上設(shè)有與攝像頭17相連的視頻處理系統(tǒng)21，底座6上設(shè)有與視頻處理系統(tǒng)21相連的視頻開關(guān)10、顯示屏11和USB插口 12，視頻開關(guān)10用于控制攝像頭17，顯示屏11用于播放攝像頭17錄制的視頻，USB插口 12用于傳輸視頻文件。視頻處理系統(tǒng)21用于存儲和處理攝像頭17錄制的視頻，使得實驗人員能在顯示屏11上觀看攝像頭17錄制的視頻，并且在觀看過程中可對視頻進(jìn)行慢速播放、快速播放以及回看等處理。
[0024]如圖4所示，實驗盒3的一個側(cè)壁上設(shè)有用于放置手機(jī)的手機(jī)卡槽16，手機(jī)卡槽16的兩側(cè)均設(shè)有活動卡片18和壓縮彈簧19以組成夾持結(jié)構(gòu)，壓縮彈簧19的一端固定在手機(jī)卡槽16的側(cè)壁上，壓縮彈簧19的另一端固定在活動卡片18上，當(dāng)手機(jī)放置在手機(jī)卡槽16內(nèi)時，兩個活動卡片18從手機(jī)的兩個夾住手機(jī)，能防止實驗過程中手機(jī)從手機(jī)卡槽16滑出。
[0025]如圖3所示，實驗盒3的底板上設(shè)有四個用于固定物理模型盒4的卡片20，四個卡片20能將物理模型盒4卡住，使得物理模型盒4固定在實驗盒3的底板上。
[0026]本實施例所述的物理模型盒4有四種，如圖5所示的內(nèi)部設(shè)有單擺22的物理模型盒4、如圖6所示的內(nèi)部設(shè)有天平23的物理模型盒4、如圖7所示的內(nèi)部設(shè)有沙漏24的物理模型盒4以及如圖8所示的內(nèi)部設(shè)有浮塊25的物理模型盒4。顯然本實用新型所述的物理模型盒4內(nèi)部還可以設(shè)置其他物理模型。
[0027]本實用新型所述的失重實驗平臺的使用過程為:
[0028]1、選擇一種物理模型盒4，并將物理模型盒4固定在實驗盒3的底板上；
[0029]2、根據(jù)豎直支架7高度，調(diào)節(jié)牽引繩2的長度，將牽引繩2中細(xì)繩拴在掛鉤13上，實驗盒3固定在彈簧的末端；
[0030]3、打開電磁鐵開關(guān)9，將實驗盒3吸附于水平支架8上；
[0031]4、打開視頻開關(guān)10，以使攝像頭17開始工作；
[0032]5、斷開電磁鐵開關(guān)9，讓實驗盒3自由下落；
[0033]6、待實驗盒3靜止后，關(guān)掉視頻開關(guān)10 ；
[0034]7、可在顯示屏11上觀看攝像頭17錄制的視頻，也可通過USB插口 12將視頻文件導(dǎo)出，以便在電腦上進(jìn)行觀看和分析在完全失重、部分失重和超重條件下物理模型的狀態(tài)。
[0035]實驗過程中還可以在手機(jī)卡槽16內(nèi)放置具有錄像功能的設(shè)備對物理模型盒4進(jìn)行拍攝，具有錄像功能的設(shè)備包括手機(jī)。
[0036]本文中所述的上下均以圖1為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種失重實驗平臺，包括支架(1)，支架(I)包括底座(6)、沿豎直方向固定在底座(6)上端面上的豎直支架(7)和固定在豎直支架(7)頂端的水平支架(8)，其特征在于:所述水平支架(8)的下端面設(shè)置有掛鉤(13)，掛鉤(13)上栓有牽引繩(2)，牽引繩(2)具有彈性且其下端固定有實驗盒(3)，實驗盒(3)的上端面均勻布置有數(shù)個電磁鐵(15)，所述水平支架(8)的下端面設(shè)有與所述電磁鐵(15)對應(yīng)且含有鐵磁性物質(zhì)的金屬片(14);所述底座(6)上設(shè)有與所述電磁鐵(15)連通的電磁鐵控制系統(tǒng)(5)，所述底座(6)上還設(shè)有與所述電磁鐵控制系統(tǒng)(5)相連的電磁鐵開關(guān)(9);所述實驗盒(3)內(nèi)固定有由透明材料制成的物理模型盒(4)，所述實驗盒(3)的一個側(cè)壁上設(shè)有朝向所述實驗盒(3)內(nèi)部的攝像頭(17)，所述底座(6)上設(shè)有與攝像頭(17)相連的視頻處理系統(tǒng)(21)，所述底座(6)上設(shè)有與所述視頻處理系統(tǒng)(21)相連的視頻開關(guān)(10 )和顯示屏(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的失重實驗平臺，其特征在于:所述實驗盒(3)的一個側(cè)壁上設(shè)有用于放置手機(jī)的手機(jī)卡槽(16)，所述手機(jī)卡槽(16)的兩側(cè)均設(shè)有活動卡片(18)和壓縮彈簧(19)以組成夾持結(jié)構(gòu)，壓縮彈簧(19)的一端固定在所述手機(jī)卡槽(16)的側(cè)壁上，壓縮彈簧(19)的另一端固定在所述活動卡片(18)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的失重實驗平臺，其特征在于:所述底座(6)上設(shè)置有與所述視頻處理系統(tǒng)(21)相連的USB插口(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的失重實驗平臺，其特征在于:所述豎直支架(7)是由兩個支撐件組成的能夠伸縮的結(jié)構(gòu)，兩個支撐件的側(cè)壁上均設(shè)有刻度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的失重實驗平臺，其特征在于:所述牽引繩(2)由彈簧和細(xì)繩連接而成，細(xì)繩栓在所述掛鉤(13)上，彈簧的一端與細(xì)繩連接，彈簧的另一端固定在所述實驗盒(3)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的失重實驗平臺，其特征在于:所述實驗盒(3)的底板上設(shè)有四個用于固定所述物理模型盒(4)的卡片(20)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的失重實驗平臺，其特征在于:所述物理模型盒(4)內(nèi)設(shè)有單擺(22 )或天平(23 )或沙漏(24 )或浮塊(25 )。
【專利摘要】本實用新型涉及一種失重實驗平臺，包括支架，支架包括底座、豎直支架和水平支架，水平支架的下端面設(shè)置有掛鉤，掛鉤上栓有牽引繩，牽引繩具有彈性且其下端固定有實驗盒，實驗盒的上端面設(shè)有數(shù)個電磁鐵，水平支架的下端面設(shè)有與電磁鐵對應(yīng)且含有鐵磁性物質(zhì)的金屬片；底座上設(shè)有與電磁鐵連通的電磁鐵控制系統(tǒng)，底座上還設(shè)有與電磁鐵控制系統(tǒng)相連的電磁鐵開關(guān)；實驗盒內(nèi)固定有由透明材料制成的物理模型盒，實驗盒的一個側(cè)壁上設(shè)有攝像頭，底座上設(shè)有與攝像頭相連的視頻處理系統(tǒng)，底座上設(shè)有與視頻處理系統(tǒng)相連的視頻開關(guān)和顯示屏。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低，便于調(diào)節(jié)，能夠得到失重、超重條件下物理模型的狀態(tài)，方便實際教學(xué)。
【IPC分類】G09B23-08
【公開號】CN204576909
【申請?zhí)枴緾N201520272679
【發(fā)明人】張巧明, 鄒愉, 賈偉堯, 郭慶
【申請人】西南大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月30日