一種用于力學實驗的懸浮滑塊及包含該滑塊的實驗裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種用于力學實驗的懸浮滑塊及包含該滑塊的實驗裝置，涉及實驗器材領域，其包括滑塊本體，滑塊本體的左、右兩側對稱設置有用于承受導軌對其作用力的受力部，導軌對滑塊本體的作用力使得滑塊本體處于懸浮狀態，滑塊本體上設有處理器、發光部件、光學感應器、透鏡組件、無線通信模塊以及用于給各電子部件供電的蓄電池，發光部件發出的光線射到導軌表面產生反射，導軌表面反射的光線經透鏡組件傳輸至光學感應器形成圖像，無線通信模塊用于與外設終端設備進行無線連接。本發明專利技術可利用光電傳感原理獲取滑塊運動過程的位移圖像，從而高效、準確地完成測試實驗，并且實驗裝置的整體結構較現有技術也更簡潔。

Suspension slider for mechanical experiment and experimental device comprising the same

The present invention provides a method for slider mechanics experiment and experimental device containing the slider, relates to the field of experimental apparatus, which comprises a sliding body, the slide body left and right sides are symmetrically arranged on the guide rail for bearing force of the stress part of the guide rail on the slide body force makes the slider body in suspension, the slider body is provided with a processor, emitting component, optical sensor, lens module, wireless communication module and a battery power supply to the electronic component, the light emitted from the light emitting part onto the guide surface reflection, reflection light guide surface through the lens assembly to form an image transmission optical sensor, wireless communication module for wireless connection and peripheral terminal equipment. The invention can use the photoelectric sensing principle to obtain displacement images of the slider movement process so as to efficiently and accurately complete the test experiment, and the overall structure of the experimental device is more concise than the prior art.

【技術實現步驟摘要】
一種用于力學實驗的懸浮滑塊及包含該滑塊的實驗裝置
本專利技術涉及實驗器材領域，尤其指一種用于力學實驗的懸浮滑塊本體及包含該滑塊本體的實驗裝置。
技術介紹
物理實驗中常用到氣墊導軌來進行一些力學相關的實驗，但氣墊導軌需要具備持續穩定的氣源，氣源在噴氣的過程中容易受到外界氣流干擾而導致實驗出現較大的誤差，并且設置在導軌上的噴氣孔存在被堵塞的可能，通過磁懸浮導軌進行力學實驗能很好的彌補氣墊導軌的不足。在進行加速度測試類的實驗時，通常需要在導軌一側設置兩個或兩個以上的光電門，使滑塊本體以一定的速度在導軌上運動，記錄滑塊本體經過光電門的速度從而計算速度差值，最后再得出加速度的大小，該方式不僅操作起來麻煩，而且其實依靠間隔設置的多個光電門對滑塊位移進行記錄標定，記錄的是一個個間隔的點值，不具連續性，不能連貫、真實地反應運動過程，得到的實驗結果誤差較大。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種用于力學實驗的懸浮滑塊及包含該滑塊本體的實驗裝置，上述懸浮滑塊可利用光電傳感原理獲取整個運動過程的位移圖像，從連貫的位移圖像中分析得出位移數據，從而連貫、真實地反應出運動過程，使得其得到的位移軌跡非常精準；上述實驗裝置在實際教學應用時，學生能夠高效、準確地完成實驗，實驗裝置的整體結構較現有技術也更簡潔。為了解決上述技術問題，本專利技術采用如下技術方案：一種用于力學實驗的懸浮滑塊，包括滑塊本體，所述滑塊本體的左、右兩側對稱設置有用于承受導軌對其作用力的受力部，所述導軌對所述滑塊本體的作用力使得滑塊本體處于懸浮狀態，所述滑塊本體上設有處理器、發光部件、光學感應器、透鏡組件、無線通信模塊以及用于給各電子部件供電的蓄電池，所述發光部件發出的光線射到導軌表面產生反射，所述導軌表面反射的光線經透鏡組件傳輸至光學感應器形成圖像，所述無線通信模塊用于與外設終端設備進行無線連接，所述滑塊本體在導軌上方移動時，所述光學感應器記錄一組連貫圖像并發送給處理器，所述處理器對圖像進行分析處理得到滑塊的位移數據，所述無線通信模塊將位移數據發送給外設終端。進一步地，所述受力部包括兩個對稱設置在滑塊本體左、右兩側的傾斜面以及鑲嵌在所述傾斜面上的磁鐵。一種實驗裝置，包括上述方案所提供的懸浮滑塊以及橫截面呈梯形的導軌本體，所述懸浮滑塊中發光部件發出的光線射到導軌本體頂部平面上，所述導軌本體左右兩側斜面上安裝有條形磁塊，所述條形磁塊可對滑塊本體受力部的磁鐵產生排斥力從而使滑塊本體處于懸浮狀態，所述導軌本體底部安裝有高度可調的支撐腿。進一步地，所述導軌本體設有內腔，所述導軌本體的兩端安裝有封住內腔的透明的觀察板，所述觀察板的中部水平設置有檢測線，所述導軌本體兩端觀察板上的檢測線位于同一水平面上，所述內腔中盛有有色液體，所述有色液體的液面在導軌本體處于水平狀態時與所述檢測線齊平。進一步地，所述支撐腿包括底座、旋扭部以及升降柱，所述底座的頂端開設有容置腔，所述容置腔的內壁上設有環形的限位凸緣，所述旋扭部呈圓柱狀且其側周面上設有一圈環形凹槽，所述旋扭部的底部插入容置腔并可在容置腔中轉動，所述限位凸緣卡設于環形凹槽內從而限制旋扭部在豎直方向上運動，所述旋扭部的頂部開設有螺紋槽，所述升降柱呈圓柱狀且其側周面設有螺紋，所述升降柱與螺紋槽螺紋連接，所述升降柱的頂端與導軌本體的底部連接，轉動所述旋扭部，所述升降柱在螺紋槽中上升或下降從而調整導軌本體的平衡。更進一步地，所述旋扭部的側周面上還設有防滑紋。更進一步地，所述底座的底部設有一層橡膠墊。更進一步地，所述導軌本體的斜面上開設有用于放置條形磁塊的條形凹槽，所述條形凹槽的一端延伸至導軌本體斜面的一端且該端呈敞開式，所述條形凹槽的另一端封閉，所述條形凹槽兩端的頂面均被一段導軌本體的斜面覆蓋，將所述條形磁塊從條形凹槽的敞開端插入，直至抵靠住條形凹槽的封閉端并被條形凹槽兩端頂面的導軌本體斜面限制住，從而可防止條形磁塊從條形凹槽中向外翻出。更進一步地，所述條形磁塊的長度小于所述條形凹槽的長度，所述條形凹槽的敞開端設有限位螺栓，所述限位螺栓桿部的底端從導軌本體的底端穿入并在導軌本體的斜面內向上穿出至條形凹槽中，一螺帽從所述限位螺栓桿部的底端套入并將限位螺栓固定住，位于所述條形凹槽中的一段限位螺栓的桿部可防止條形磁塊從條形凹槽的敞開端滑出。優選地，所述觀察板為玻璃板或透明的塑料板。本專利技術的有益效果在于：進行實驗時，滑塊本體在導軌本體上移動，發光部件發出的光線射到導軌本體表面并反射回來后經透鏡組件傳輸至光電傳感器形成圖像，光電傳感器記錄一組連貫圖像并發送給處理器，處理器對圖像進行分析處理得到滑塊的位移數據，最后無線通信模塊將位移數據發送給外設終端，用該方式進行力學實驗準確、高效，可獲取整個運動過程的位移圖像，從連貫的位移圖像中分析得出位移數據，從而連貫、真實地反應出運動過程，使得其得到的位移軌跡非常精準，同時實驗裝置的整體結構較現有技術也更簡潔。附圖說明圖1為本專利技術實施例中的整體結構示意圖；圖2為本專利技術實施例中滑塊本體的剖面結構示意圖；圖3為本圖1中A處放大結構示意圖；圖4為本專利技術實施例中支撐腿的結構示意圖。附圖標記為：1——滑塊本體1a——發光部件1b——光電傳感器1c——透鏡組件1d——磁鐵2——導軌本體2a——觀察板2b——檢測線2c——有色液體3——條形磁塊3a——條形凹槽3b——限位螺栓3c——螺帽4——支撐腿4a——底座4a1——容置腔4a2——限位凸緣4a3——橡膠墊4b——旋扭部4b1——環形凹槽4b2——螺紋槽4c——升降柱。具體實施方式為了便于本領域技術人員的理解，下面結合實施例與附圖對本專利技術作進一步的說明，實施方式提及的內容并非對本專利技術的限定。在本專利技術的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本專利技術和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本專利技術的限制。在本專利技術的描述中，需要說明的是，除非另有規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解所述術語的具體含義。如圖1及圖4所示，一種用于力學實驗的懸浮滑塊，包括滑塊本體1，所述滑塊本體1的左、右兩側對稱設置有用于承受導軌對其作用力的受力部，所述導軌對所述滑塊本體1的作用力使得滑塊本體1處于懸浮狀態，所述滑塊本體1上設有處理器、發光部件1a、光學感應器1b、透鏡組件1c、無線通信模塊以及用于給各電子部件供電的蓄電池，所述發光部件1a發出的光線射到導軌表面產生反射，所述導軌表面反射的光線經透鏡組件1c傳輸至光學感應器1b形成圖像，所述無線通信模塊用于與外設終端設備進行無線連接，所述滑塊本體1在導軌上方移動時，所述光學感應器1b記錄一組連貫圖像并發送給處理器，所述處理器對圖像進行分析處理得到滑塊的位移數據，所述無線通信模塊將位移數據發送給外設終端。上述實施方式提供的用于力學實驗的懸浮滑塊，進行實驗時，滑本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于力學實驗的懸浮滑塊，包括滑塊本體（1），其特征在于：所述滑塊本體（1）的左、右兩側對稱設置有用于承受導軌對其作用力的受力部，所述導軌對所述滑塊本體（1）的作用力使得滑塊本體（1）處于懸浮狀態，所述滑塊本體（1）上設有處理器、發光部件（1a）、光電傳感器（1b）、透鏡組件（1c）、無線通信模塊以及用于給各電子部件供電的蓄電池，所述發光部件（1a）發出的光線射到導軌表面產生反射，所述導軌表面反射的光線經透鏡組件（1c）傳輸至光學感應器（1b）形成圖像，所述無線通信模塊用于與外設終端設備進行無線連接，當所述滑塊本體（1）在導軌上方移動時，所述光學感應器（1b）記錄一組連貫圖像并發送給處理器，所述處理器對圖像進行分析處理得到滑塊的位移數據，所述無線通信模塊將位移數據發送給外設終端。

【技術特征摘要】
1.一種用于力學實驗的懸浮滑塊，包括滑塊本體（1），其特征在于：所述滑塊本體（1）的左、右兩側對稱設置有用于承受導軌對其作用力的受力部，所述導軌對所述滑塊本體（1）的作用力使得滑塊本體（1）處于懸浮狀態，所述滑塊本體（1）上設有處理器、發光部件（1a）、光電傳感器（1b）、透鏡組件（1c）、無線通信模塊以及用于給各電子部件供電的蓄電池，所述發光部件（1a）發出的光線射到導軌表面產生反射，所述導軌表面反射的光線經透鏡組件（1c）傳輸至光學感應器（1b）形成圖像，所述無線通信模塊用于與外設終端設備進行無線連接，當所述滑塊本體（1）在導軌上方移動時，所述光學感應器（1b）記錄一組連貫圖像并發送給處理器，所述處理器對圖像進行分析處理得到滑塊的位移數據，所述無線通信模塊將位移數據發送給外設終端。2.根據權利要求1所述的用于力學實驗的懸浮滑塊，其特征在于：所述受力部包括兩個對稱設置在滑塊本體（1）左、右兩側的傾斜面以及鑲嵌在所述傾斜面上的磁鐵（1d）。3.一種實驗裝置，其特征在于：包括權利要求2所述的懸浮滑塊以及橫截面呈梯形的導軌本體（2），所述懸浮滑塊中發光部件（1a）發出的光線射到導軌本體（2）頂部平面上，所述導軌本體（2）左右兩側斜面上安裝有條形磁塊（3），所述條形磁塊（3）可對滑塊本體（1）受力部的磁鐵產生排斥力從而使滑塊本體（1）處于懸浮狀態，所述導軌本體（2）底部安裝有高度可調的支撐腿（4）。4.根據權利要求3所述的實驗裝置，其特征在于：所述導軌本體（2）設有內腔，所述導軌本體（2）的兩端安裝有封住內腔的透明的觀察板（2a），所述觀察板（2a）的中部水平設置有檢測線（2b），所述導軌本體（2）兩端觀察板（2a）上的檢測線（2b）位于同一水平面上，所述內腔中盛有有色液體（2c），所述有色液體（2c）的液面在導軌本體（2）處于水平狀態時與所述檢測線（2b）齊平。5.根據權利要求4所述的實驗裝置，其特征在于：所述支撐腿（4）包括底座（4a）、旋扭部（4b）以及升降柱（4c），所述底座（4a）的頂端開設有容置腔（4a1），所述容置腔（4a1）...

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖賓賓，黃順，羅昌由，
申請(專利權)人：衡陽師范學院，
類型：發明
國別省市：湖南,43