本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)演示儀，具體涉及一種基于雙輪發(fā)射的傳送帶實(shí)驗(yàn)演示儀。

背景技術(shù)：

1、高中物理必修一的運(yùn)動(dòng)學(xué)課程里，有一類傳送帶運(yùn)送滑塊的經(jīng)典習(xí)題，也是高考備考的熱點(diǎn)習(xí)題。該類型習(xí)題涉及的是復(fù)雜的物理情境：傳送帶是水平的或傾斜的，滑塊的初速度方向與傳送帶的運(yùn)行方向相同或相反，滑塊滑上傳送帶后，運(yùn)動(dòng)情況可能是一直勻速、一直加速、一直減速、先減速后勻速、先加速后勻速、先向前減速后加速返回等多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。滑塊的初速度與傳送帶的運(yùn)行速度實(shí)物不同的組合導(dǎo)致滑塊的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)復(fù)雜多樣。要解決這類問題，需要深入分析，除了要對(duì)物理規(guī)律熟練掌握外，還要在頭腦中構(gòu)建一個(gè)清晰的動(dòng)態(tài)情景圖形，要詳細(xì)地描繪出滑塊在傳送帶上的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)階段，包括初速度、傳送帶的速度、摩擦力、加速度等參數(shù)如何影響滑塊的運(yùn)動(dòng)軌跡。

2、然而，許多學(xué)生由于缺乏生活經(jīng)驗(yàn)，可能從未見過傳送帶，或者只見過貨物與傳送帶以相同速度運(yùn)動(dòng)的情況。這導(dǎo)致他們?cè)诜治龃祟悊栴}時(shí)，往往會(huì)分析不全面，條理不清晰。而目前市場(chǎng)上并沒有任何相關(guān)的教具能完整地演示這一情境，教師們?cè)谡n堂上往往只能用語言描述或者用模擬動(dòng)畫來講應(yīng)解，學(xué)生也無法通過親自動(dòng)手操作、實(shí)驗(yàn)探究來理解和掌握這一復(fù)雜的物理現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種基于雙輪發(fā)射的傳送帶實(shí)驗(yàn)演示儀，本實(shí)驗(yàn)演示儀演示儀通過設(shè)置雙輪發(fā)射機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)發(fā)射出去的滑塊進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，通過設(shè)置傳送帶運(yùn)行機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)傳送帶順、逆時(shí)針往返運(yùn)動(dòng)，通過設(shè)置測(cè)距機(jī)構(gòu)精確測(cè)量滑塊的瞬時(shí)速度，本實(shí)驗(yàn)演示儀能真實(shí)地還原演示出傳動(dòng)帶傳送模塊模型時(shí)的各種情境，且運(yùn)行的速度—時(shí)間波形圖在顯示屏上直觀顯示，教師授課可進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，提高課堂教學(xué)效果，學(xué)生也可動(dòng)手探究學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案：

3、基于雙輪發(fā)射的傳送帶實(shí)驗(yàn)演示儀，包括底板，所述底板從右往左依次設(shè)置有雙輪發(fā)射機(jī)構(gòu)、傳送帶運(yùn)行機(jī)構(gòu)、測(cè)距機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)滑塊以及智能控制器；所述雙輪發(fā)射機(jī)構(gòu)包括發(fā)射機(jī)構(gòu)支撐架，所述發(fā)射機(jī)構(gòu)支撐架內(nèi)設(shè)有發(fā)射驅(qū)動(dòng)裝置，所述發(fā)射驅(qū)動(dòng)裝置與一轉(zhuǎn)軸連接，所述轉(zhuǎn)軸從下往上貫穿發(fā)射機(jī)構(gòu)支撐架后往上延伸并與第一發(fā)射輪連接，所述轉(zhuǎn)軸上套設(shè)一轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，所述轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪與傳動(dòng)齒輪嚙合，所述傳動(dòng)齒輪套設(shè)在與轉(zhuǎn)軸平行設(shè)置的連接軸上，所述連接軸的頂端延伸出發(fā)射機(jī)構(gòu)支撐架并與第二發(fā)射輪連接，所述連接軸的底端固定在發(fā)射機(jī)構(gòu)支撐架上；所述傳送帶運(yùn)行機(jī)構(gòu)包括與底板上下平行設(shè)置的傳送帶運(yùn)行支撐板，所述傳送帶運(yùn)行支撐板的兩側(cè)均通過若干塊豎向支撐塊與底板連接，所述傳送帶運(yùn)行支撐板的兩端側(cè)分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)滾筒、從動(dòng)滾筒，所述驅(qū)動(dòng)滾筒與從動(dòng)滾筒之間套設(shè)一傳送帶，所述驅(qū)動(dòng)滾筒的滾軸上設(shè)有一同步輪，所述同步輪通過同步帶與位于底板上的正反轉(zhuǎn)電機(jī)連接，所述傳送帶運(yùn)行支撐板的一側(cè)設(shè)有用于控制正反轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)控制器，所述傳送帶運(yùn)行支撐板的另一側(cè)設(shè)有顯示實(shí)驗(yàn)參數(shù)與運(yùn)行圖形的顯示屏，所述傳送帶運(yùn)行支撐板靠近雙輪發(fā)射機(jī)構(gòu)的端側(cè)設(shè)有光電門安裝框，所述光電門安裝框從下方橫跨傳送帶運(yùn)行支撐板后位于其兩側(cè)，所述光電門安裝框上設(shè)置有光電門；所述測(cè)距機(jī)構(gòu)包括固定在底板上的測(cè)距支撐架，所述測(cè)距支撐架上設(shè)置激光測(cè)距傳感器；所述實(shí)驗(yàn)滑塊為圓柱形滑塊，所述實(shí)驗(yàn)滑塊可放置于第一發(fā)射輪和第二發(fā)射輪之間且均與其相切；所述智能控制器設(shè)置于底板上，且所述智能控制器與電機(jī)控制器、顯示屏、光電門、激光測(cè)距傳感器均電氣連接。

4、作為優(yōu)選技術(shù)方案，為了本實(shí)驗(yàn)演示儀也可進(jìn)行測(cè)摩擦力實(shí)驗(yàn)，一方面提高資源的利用率，另一方面有利于學(xué)生更好理解判斷靜摩擦力與動(dòng)摩擦力的條件，所述傳送帶運(yùn)行支撐板上設(shè)有測(cè)摩擦力機(jī)構(gòu)，所述測(cè)摩擦力機(jī)構(gòu)包括卡嵌在傳送帶運(yùn)行支撐板兩側(cè)的卡嵌塊，兩卡嵌塊上設(shè)有滑臺(tái)支撐板，所述滑臺(tái)支撐板上設(shè)有絲桿滑臺(tái)絲桿滑臺(tái)，所述絲桿滑臺(tái)的前側(cè)設(shè)有拉力傳感器，所述拉力傳感器與位于絲桿滑臺(tái)上的模數(shù)ad轉(zhuǎn)換模塊連接，所述模數(shù)ad轉(zhuǎn)換模塊與智能控制器電氣連接，所述拉力傳感器上連接帶有的拉繩，所述拉繩與帶有掛鉤的實(shí)驗(yàn)物體連接。

5、作為優(yōu)選技術(shù)方案，為了本實(shí)驗(yàn)演示儀也可進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)，一方面進(jìn)一步提高資源的利用率，另一方面也便于學(xué)生理解力做功和動(dòng)能變化關(guān)系，所述底板上設(shè)有電子秤支撐架，所述電子秤支撐上設(shè)有稱重電子秤，所述稱重電子秤與智能控制器電氣連接。

6、作為優(yōu)選技術(shù)方案，為了便于提升底板的一端使傳送帶處于不同角度傾斜，可滿足各種情境工況，同時(shí)也便于提攜底板，本實(shí)驗(yàn)演示儀還包括升降架支撐板，所述升降架支撐板上設(shè)有升降架，所述升降架上設(shè)有可沿其上下升降的掛鉤，所述掛鉤可懸掛在設(shè)于底板兩端側(cè)的拉環(huán)上。

7、作為優(yōu)選技術(shù)方案，為了降低實(shí)驗(yàn)滑塊的重心，使其可穩(wěn)定的滑行，所述實(shí)驗(yàn)滑塊的底端設(shè)有不銹鋼墊片。

8、作為優(yōu)選技術(shù)方案，為了降低實(shí)驗(yàn)滑塊與發(fā)射機(jī)構(gòu)支撐架的摩擦系數(shù)，保證實(shí)驗(yàn)演示儀在實(shí)驗(yàn)滑塊初速度較小時(shí)的情況下，也能明顯地演示出相對(duì)滑行的效果，所述不銹鋼墊片的下方設(shè)有一層聚四氟乙烯膜。

9、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果：

10、1、本實(shí)驗(yàn)演示儀演示儀通過設(shè)置雙輪發(fā)射機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)發(fā)射出去的滑塊進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，通過設(shè)置傳送帶運(yùn)行機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)傳送帶順、逆時(shí)針往返運(yùn)動(dòng)，通過設(shè)置測(cè)距機(jī)構(gòu)精確測(cè)量滑塊的瞬時(shí)速度，本實(shí)驗(yàn)演示儀能真實(shí)地還原演示出傳動(dòng)帶傳送模塊模型時(shí)的各種情景，且運(yùn)行的速度—時(shí)間波形圖在顯示屏上直觀顯示，教師授課可進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，提高課堂教學(xué)效果，學(xué)生也可動(dòng)手探究學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

11、2、傳送帶運(yùn)行支撐板上設(shè)有測(cè)摩擦力機(jī)構(gòu)，可使本實(shí)驗(yàn)演示儀也可進(jìn)行測(cè)摩擦力實(shí)驗(yàn)，一方面提高資源的利用率，另一方面有利于學(xué)生更好理解判斷靜摩擦力與動(dòng)摩擦力的條件。

12、3、底板上設(shè)置電子秤，可使本實(shí)驗(yàn)演示儀也可進(jìn)行驗(yàn)證動(dòng)能定理實(shí)驗(yàn)，一方面進(jìn)一步提高資源的利用率，另一方面也便于學(xué)生理解力做功和動(dòng)能變化關(guān)系。

13、4、設(shè)置升降架以及底板上設(shè)置有拉環(huán)，便于提升底板的一端使傳送帶處于不同角度傾斜，可滿足各種情境工況，同時(shí)也便于提攜底板。

14、5、實(shí)驗(yàn)滑塊的底端設(shè)有不銹鋼墊片，降低實(shí)驗(yàn)滑塊的重心，使其可穩(wěn)定的滑行，提供實(shí)驗(yàn)的精確度。

15、6、發(fā)射機(jī)構(gòu)支撐架的表面設(shè)有聚四氟乙烯膜，有效降低實(shí)驗(yàn)滑塊與發(fā)射機(jī)構(gòu)支撐架的摩擦系數(shù)，保證實(shí)驗(yàn)演示儀在實(shí)驗(yàn)滑塊初速度較小時(shí)的情況下，也能明顯地演示出相對(duì)滑行的效果。

技術(shù)特征：

1.基于雙輪發(fā)射的傳送帶實(shí)驗(yàn)演示儀，其特征在于：包括底板(1)，所述底板(1)從右往左依次設(shè)置有雙輪發(fā)射機(jī)構(gòu)(2)、傳送帶運(yùn)行機(jī)構(gòu)(3)、測(cè)距機(jī)構(gòu)(4)、實(shí)驗(yàn)滑塊(5)以及智能控制器；所述雙輪發(fā)射機(jī)構(gòu)(2)包括發(fā)射機(jī)構(gòu)支撐架(2-1)，所述發(fā)射機(jī)構(gòu)支撐架(2-1)內(nèi)設(shè)有發(fā)射驅(qū)動(dòng)裝置(2-2)，所述發(fā)射驅(qū)動(dòng)裝置(2-2)與一轉(zhuǎn)軸連接，所述轉(zhuǎn)軸從下往上貫穿發(fā)射機(jī)構(gòu)支撐架(2-1)后往上延伸并與第一發(fā)射輪(2-3)連接，所述轉(zhuǎn)軸上套設(shè)一轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪(2-4)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪(2-4)與傳動(dòng)齒輪(2-5)嚙合，所述傳動(dòng)齒輪(2-5)套設(shè)在與轉(zhuǎn)軸平行設(shè)置的連接軸上，所述連接軸的頂端延伸出發(fā)射機(jī)構(gòu)支撐架(2-1)并與第二發(fā)射輪(2-6)連接，所述連接軸的底端固定在發(fā)射機(jī)構(gòu)支撐架(2-1)上；所述傳送帶運(yùn)行機(jī)構(gòu)(3)包括與底板(1)上下平行設(shè)置的傳送帶運(yùn)行支撐板(3-1)，所述傳送帶運(yùn)行支撐板(3-1)的兩側(cè)均通過若干塊豎向支撐塊(3-2)與底板(1)連接，所述傳送帶運(yùn)行支撐板(3-1)的兩端側(cè)分別設(shè)有驅(qū)動(dòng)滾筒(3-3)、從動(dòng)滾筒(3-1)，所述驅(qū)動(dòng)滾筒(3-3)與從動(dòng)滾筒(3-4)之間套設(shè)一傳送帶(3-12)，所述驅(qū)動(dòng)滾筒(3-3)的滾軸上設(shè)有一同步輪(3-5)，所述同步輪(3-5)通過同步帶(3-6)與位于底板(1)上的正反轉(zhuǎn)電機(jī)(3-7)連接，所述傳送帶運(yùn)行支撐板(3-1)的一側(cè)設(shè)有用于控制正反轉(zhuǎn)電機(jī)(3-7)的電機(jī)控制器(3-8)，所述傳送帶運(yùn)行支撐板(3-1)的另一側(cè)設(shè)有可顯示實(shí)驗(yàn)參數(shù)與運(yùn)行圖形的顯示屏(3-9)，所述傳送帶運(yùn)行支撐板(3-1)靠近雙輪發(fā)射機(jī)構(gòu)(1)的端側(cè)設(shè)有光電門安裝框(3-10)，所述光電門安裝框(3-10)從下方橫跨傳送帶運(yùn)行支撐板(3-1)后位于其兩側(cè)，所述光電門安裝框(3-10)上設(shè)置有光電門(3-11)；所述測(cè)距機(jī)構(gòu)(4)包括固定在底板(1)上的測(cè)距支撐架(4-1)，所述測(cè)距支撐架(4-1)上設(shè)置激光測(cè)距傳感器(4-2)；所述實(shí)驗(yàn)滑塊(5)為圓柱形滑塊，所述實(shí)驗(yàn)滑塊(5)可放置于第一發(fā)射輪(2-3)和第二發(fā)射輪(2-6)之間且均與其相切；所述智能控制器設(shè)置于底板(1)上，且所述智能控制器(1)與電機(jī)控制器(3-8)、顯示屏(3-9)、光電門(3-11)、激光測(cè)距傳感器(4-2)均電氣連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙輪發(fā)射的傳送帶實(shí)驗(yàn)演示儀，其特征在于：所述傳送帶運(yùn)行支撐板(3-1)上設(shè)有測(cè)摩擦力機(jī)構(gòu)(6)，所述測(cè)摩擦力機(jī)構(gòu)包括卡嵌在傳送帶運(yùn)行支撐板(3-1)兩側(cè)的卡嵌塊(6-1)，兩卡嵌塊(6-1)上設(shè)有滑臺(tái)支撐板(6-2)，所述滑臺(tái)支撐板(6-2)上設(shè)有絲桿滑臺(tái)(6-3)，所述絲桿滑臺(tái)(6-3)的前側(cè)設(shè)有拉力傳感器(6-4)，所述拉力傳感器(6-4)與位于絲桿滑臺(tái)(6-3)上的模數(shù)ad轉(zhuǎn)換模塊(6-5)連接，所述模數(shù)ad轉(zhuǎn)換模塊(6-5)與智能控制器電氣連接，所述拉力傳感器(6-5)上連接帶有的拉繩(6-6)，所述拉繩(6-6)與帶有掛鉤的實(shí)驗(yàn)物體(6-7)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于雙輪發(fā)射的傳送帶實(shí)驗(yàn)演示儀，其特征在于：所述底板(1)上設(shè)有電子秤支撐架(7)，所述電子秤支撐架(7)上設(shè)有稱重電子秤(8)，所述稱重電子秤(8)與智能控制器電氣連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所述的基于雙輪發(fā)射的傳送帶實(shí)驗(yàn)演示儀，其特征在于：本實(shí)驗(yàn)演示儀還包括升降架支撐板(9)，所述升降架支撐板(9)上設(shè)有升降架(10)，所述升降架(10)上設(shè)有可沿其上下升降的掛鉤(11)，所述掛鉤(11)可懸掛在設(shè)于底板(1)兩端側(cè)的拉環(huán)(12)上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于雙輪發(fā)射的傳送帶實(shí)驗(yàn)演示儀，其特征在于：所述實(shí)驗(yàn)滑塊(5)的底端設(shè)有不銹鋼墊片。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于雙輪發(fā)射的傳送帶實(shí)驗(yàn)演示儀，其特征在于：所述不銹鋼墊片下方設(shè)有一層設(shè)有聚四氟乙烯膜。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于雙輪發(fā)射的傳送帶實(shí)驗(yàn)演示儀，包括底板，所述底板從右往左依次設(shè)置有雙輪發(fā)射機(jī)構(gòu)、傳送帶運(yùn)行機(jī)構(gòu)、測(cè)距機(jī)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)滑塊以及智能控制器。本實(shí)驗(yàn)演示儀演示儀通過設(shè)置雙輪發(fā)射機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)發(fā)射出去的滑塊進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，通過設(shè)置傳送帶運(yùn)行機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)傳送帶順、逆時(shí)針往返運(yùn)動(dòng)，通過設(shè)置測(cè)距機(jī)構(gòu)精確測(cè)量滑塊的瞬時(shí)速度，本實(shí)驗(yàn)演示儀能真實(shí)地還原演示出傳動(dòng)帶傳送滑塊模型時(shí)的各種情景，且運(yùn)行的速度—時(shí)間波形圖可在顯示屏上直線顯示，教師授課可進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，提高課堂教學(xué)效果，學(xué)生也可動(dòng)手探究學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

技術(shù)研發(fā)人員：江瑩,陳創(chuàng)兵,王偉名,蒙加繼,吳壯盛,龐永昌,陸偉翔,黃信安,韋林宏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：欽州市第二中學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6