相對運動演示儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本本發(fā)明涉及一種教學儀器，特別是一種相對運動演示儀。
技術(shù)背景
[0002]相對運動是大中學物理教學的重點，也是難點，因為用抽象的語言和圖畫來描繪具體的二維甚至三維運動，學生理解起來有困難，致使這一簡單問題讓好多同學理解不透徹。
[0003]現(xiàn)有儀器的技術(shù)如運動合成分解演不儀(專利號:201320662464.X)和多功能拋體運動研究儀(專利號:200620069074.1)演不一部分相對運動的內(nèi)容，但儀器演不不方便，老師不能一邊講課一邊演示；控制系統(tǒng)不夠智能，操作不當就會損壞儀器；只能做勻速運動，做不到加速運動；儀器部件較多攜帶不方便；機械部件摩擦力會對儀器演示造成較大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有儀器的不足，本發(fā)明的目的是提供一種相對運動演示儀，該演示儀能夠貼在黑板上，老師可以一邊給同學門講課，一邊用遙控器來控制該演示儀，讓整個班的同學都能清楚的看到二維運動形成的本質(zhì)，從而迅速的掌握這一重要的知識點。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種相對運動演示儀，其中:該演示儀包括磁性畫板、帶磁筆的滑塊、導軌、同步帶、同步帶固定輪、底板、絲杠上部固定板、滑塊、限位開關(guān)、絲杠、Y軸步進電機固定板、Y軸步進電機、X軸步進電機、同步輪、磁鐵電控系統(tǒng)。將所述Y軸步進電機設(shè)置在Y軸步進電機固定板上，將Y軸步進電機固定板安裝到底板上，絲杠的下部與Y軸步進電機通過聯(lián)軸器連接在一起，絲杠的上部通過絲杠上部固定板支撐，絲杠上部固定板安裝在底板上，在絲杠上套有滑塊，導軌通過螺栓固定在滑塊上，在導軌上設(shè)有帶磁筆的滑塊，X軸步進電機與同步帶固定輪分別固定在導軌的兩端，同步帶固定輪與帶磁筆的滑塊相連接，同步輪設(shè)在X軸步進電機的轉(zhuǎn)軸上。
[0006]本本發(fā)明的效果是:
[0007](1)能將整個儀器貼到黑板上，供整個班級的同學觀看清楚。
[0008](2)本儀器用單片機控制，可以實現(xiàn)更加多樣的運動情況，運動軌跡更加的接近真實情況。
[0009](3)整套儀器的安裝板全部是用有機玻璃，質(zhì)量非常的輕。
[0010](4)整套儀器都可以放入一個手提箱里，非常方便攜帶。
[0011 ] (5)可以選擇有線鍵盤控制和遙控器控制兩種控制方法。
[0012](6)可以實現(xiàn)運動的合成與分解。
【附圖說明】
[0013]圖1是本本發(fā)明的機械系統(tǒng)圖；
[0014]圖2是本本發(fā)明的帶磁筆的滑塊放大圖；
[0015]圖3是本本發(fā)明的控制按鍵圖；
[0016]圖4是本本發(fā)明的電路原理圖。
[0017]圖中:
[0018]1、磁力畫板2、帶磁筆的滑塊3、導軌4、同步帶
[0019]5、同步帶固定輪6、底板7、絲杜上部固定板孔8、滑塊
[0020]9、限位開關(guān)10絲杠11、Y軸步進電機固定板
[0021]12、Y軸步進電機 13、X軸步進電機14、同步輪 15、磁鐵
[0022]16、導軌滑塊17、彈簧18、磁筆19、X軸電機正轉(zhuǎn)按鍵
[0023]20、X軸電機反轉(zhuǎn)電機21、X軸電機加速按鍵
[0024]22、X軸電機減速按鍵23、Y軸電機正轉(zhuǎn)按鍵
[0025]24、Y軸電機反轉(zhuǎn)按鍵25、Y軸電機加速按鍵
[0026]26、Y軸電機減速按鍵27、簡諧運動按鍵
[0027]28、停止按鍵29、步進電機驅(qū)動30、控制鍵盤 31、單片機
【具體實施方式】
[0028]結(jié)合附圖對本本發(fā)明的相對運動演示儀的結(jié)構(gòu)加以說明。
[0029]本本發(fā)明的相對運動演示儀設(shè)計思想是用步進電機做動力源，絲杠傳動機構(gòu)來完成Y軸方向的運動，同步帶傳動機構(gòu)來完成X軸方向的運動，用單片機對步進電機進行控制，實現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速，兩個方向的一維運動組合成一個復雜的二維運動。通過演示儀的磁鐵貼在黑板上，老師通過遙控器來控制演示儀，十分的方便上課演示，可以讓學生從本質(zhì)上理解相對運動。
[0030]如圖1所示，本本發(fā)明的相對運動演示儀的結(jié)構(gòu)是，該演示儀包括磁性畫板1、帶磁筆的滑塊2、導軌3、同步帶4、同步帶固定輪5、底板6、絲杠上部固定板7、滑塊8、限位開關(guān)9、絲杠10、Y軸步進電機固定板11、Y軸步進電機12、X軸步進電機13、同步輪14、磁鐵15及電控系統(tǒng)。
[0031]將所述Y軸步進電機12設(shè)置在Y軸步進電機固定板11上，將Y軸步進電機固定板11安裝到底板6上，絲杠10的下部與Y軸步進電機12通過聯(lián)軸器連接在一起，絲杠10的上部通過絲杠上部固定板7支撐，絲杠上部固定板7安裝在底板6上，在絲杠10上套有滑塊8，導軌3通過螺栓固定在滑塊8上，在導軌3上設(shè)有帶磁筆的滑塊2，X軸步進電機13與同步帶固定5輪分別固定在導軌3的兩端，同步帶固定輪5與帶磁筆的滑塊2相連接，同步輪14設(shè)在X軸步進電機13的轉(zhuǎn)軸上。
[0032]在所述磁筆18與滑塊16之間設(shè)有一個彈簧17，使得磁筆18能夠一直貼著磁性畫板1，但是又不會產(chǎn)生大的阻力。所以磁筆18是緊貼著磁力板1的，跟著滑塊2運動的時候會在磁性畫板1上留下軌跡，這個軌跡就是滑塊2的運動軌跡。
[0033]所述電控系統(tǒng)包括有相互連接的步進電機驅(qū)動29、控制鍵盤30、單片機31 ;控制鍵盤30的控制按鍵有10個，第一至第四個按鍵19至22分別控制X軸電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速以及減速，第五至第八個按鍵23至26分別控制Y軸兩電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、加速以及減速，通過按下簡諧運動演示按鍵27，所述相對運動演示儀演示簡諧運動，通過按下停止按鍵28，能夠停止所述相對運動演示儀的所有動作。
[0034]本本發(fā)明的相對運動演示儀的功能是這樣實現(xiàn)的:
[0035]如圖1所示，Y軸的步進電機12轉(zhuǎn)動帶動絲杠10轉(zhuǎn)動，使得滑塊8在豎直方向運動，裝在滑塊8上的導軌跟隨著滑塊8在豎直方向運動。
[0036]如圖1所示，X軸步進電機13轉(zhuǎn)動，帶動同步輪1