一種疊接機構(gòu)的氣懸浮教具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及教學(xué)演示領(lǐng)域，具體涉及一種疊接機構(gòu)的氣懸浮教具。
【背景技術(shù)】
[0002]伯努利效應(yīng)適用于包括氣體在內(nèi)的一切流體，是流體作穩(wěn)定流動時的基本現(xiàn)象之一，反映出流體的壓強與流速的關(guān)系，流速與壓強的關(guān)系:流體的流速越大，壓強越小;流體的流速越小，壓強越大。伯努利氣懸浮演示可以使學(xué)生直觀的認(rèn)識到伯努利現(xiàn)象，但是目前的伯努利氣懸浮教具結(jié)構(gòu)簡單、功能單一，不能多方位展示氣懸浮現(xiàn)象，演示效果差，不便于學(xué)生對伯努利原理的相關(guān)知識點的理解。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種疊接機構(gòu)的氣懸浮教具，使機、電、氣融合一體，多方位直觀顯不氣懸浮現(xiàn)象。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案:
[0005]—種疊接機構(gòu)的氣懸浮教具，包括復(fù)合機構(gòu)、控制裝置和輕質(zhì)小球，所述控制裝置位于復(fù)合機構(gòu)底部，控制裝置包括氣路控制系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速顯示系統(tǒng)，所述復(fù)合機構(gòu)包括俯仰裝置和支架，所述支架頂部設(shè)置第三電機，第三電機的輸出軸與第三氣動噴頭相連接，所述俯仰裝置頂部設(shè)置第二氣動噴頭，俯仰裝置與水平旋轉(zhuǎn)裝置相連接，水平旋轉(zhuǎn)裝置頂部設(shè)置第一氣動噴頭，水平旋轉(zhuǎn)裝置由第一電機驅(qū)動，俯仰裝置由第二電機驅(qū)動，氣路控制系統(tǒng)控制第一氣動噴頭、第二氣動噴頭、第三氣動噴頭動作，第一電機、第二電機和第三電機均安裝有轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器與轉(zhuǎn)速顯示系統(tǒng)相連接，電機控制系統(tǒng)控制第一電機、第二電機和第三電機動作，第一氣動噴頭、第二氣動噴頭和第三氣動噴頭處均放置有輕質(zhì)小球。
[0006]所述俯仰裝置包括縱軸、套筒、從動齒輪和絲杠副，縱軸上設(shè)有套筒、從動齒輪和絲母，從動齒輪位于套筒與絲母之間，絲母與絲杠相連接構(gòu)成絲杠副，絲杠副與第二電機相連接，所述水平旋轉(zhuǎn)裝置包括主動齒輪，主動齒輪與第一電機相連接，主動齒輪與從動齒輪相嚙合，套筒上部分別連接有第一氣動噴頭和鉸接架，鉸接架與連桿相鉸接，連桿與第二氣動噴頭相連接。
[0007]所述從動齒輪與套筒之間設(shè)置有摩擦片，從動齒輪與絲母之間也設(shè)置有摩擦片，以增大從動齒輪與套筒和絲母接觸時的摩擦力，更便于運動的傳遞。
[0008]所述氣路控制系統(tǒng)包括所述氣栗和若干個氣管，第一氣動噴頭、第二氣動噴頭和第三氣動噴頭分別通過氣管與氣栗連接，氣管上設(shè)置調(diào)速閥、流量控制閥和壓力控制閥，用于控制氣流的流速、流量和壓力。
[0009]所述輕質(zhì)小球外表面涂有發(fā)光層，以增強演示效果。
[0010]本實用新型的有益效果是:復(fù)合機構(gòu)可實現(xiàn)俯仰運動、水平旋轉(zhuǎn)運動以及其復(fù)合轉(zhuǎn)動，從而使得第一氣動噴頭、第二氣動噴頭和第三氣動噴頭的角度可以調(diào)整，從而多方位的展示伯努利氣懸浮現(xiàn)象，更加直觀，演示效果好；由控制系統(tǒng)自動實現(xiàn)各氣路、電機動作，并實時顯示電機轉(zhuǎn)速，便于轉(zhuǎn)速、氣流的控制，實現(xiàn)不同電機轉(zhuǎn)速、不同氣流流速或流量下氣懸浮現(xiàn)象的演示，更便于提供實驗數(shù)據(jù)，并使演示過程更加豐富，容易引發(fā)學(xué)生的思考。
【附圖說明】
:
[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0012]圖中:1.第一電機，2.主動齒輪，3.從動齒輪，4.摩擦片，5.縱軸，6.套筒，7.鉸接軸，8.第二電機，9.絲母，10.絲杠，11.鉸接架，12.連桿，13.水平軸線，14.支架，15.第三電機，16.第三氣動噴頭，17.第二氣動噴頭，18.第一氣動噴頭，19.輕質(zhì)小球。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0014]—種疊接機構(gòu)的氣懸浮教具，如圖1所示，包括復(fù)合機構(gòu)、控制裝置和輕質(zhì)小球19，所述控制裝置位于復(fù)合機構(gòu)底部，控制裝置包括氣路控制系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速顯示系統(tǒng)，所述復(fù)合機構(gòu)包括俯仰裝置和支架14，支架14頂部設(shè)置第三電機15，第三電機15的輸出軸與第三氣動噴頭16相連接，俯仰裝置頂部設(shè)置第二氣動噴頭17，俯仰裝置與水平旋轉(zhuǎn)裝置相連接，水平旋轉(zhuǎn)裝置頂部設(shè)置第一氣動噴頭18，水平旋轉(zhuǎn)裝置由第一電機I驅(qū)動，俯仰裝置由第二電機8驅(qū)動，氣路控制系統(tǒng)控制第一氣動噴頭18、第二氣動噴頭17、第三氣動噴頭16動作，第一電機1、第二電機8和第三電機15均安裝有轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器與轉(zhuǎn)速顯示系統(tǒng)相連接，電機控制系統(tǒng)控制第一電機1、第二電機8和第三電機15動作，第一氣動噴頭18、第二氣動噴頭17和第三氣動噴頭16處均放置有輕質(zhì)小球19。
[0015]俯仰裝置包括縱軸5、套筒6、從動齒輪3和絲杠副，縱軸5上設(shè)有套筒6、從動齒輪3和絲母9，從動齒輪3位于套筒6與絲母9之間，絲母9與絲杠10相連接構(gòu)成絲杠副，絲杠副與第二電機8相連接，所述水平旋轉(zhuǎn)裝置包括主動齒輪2，主動齒輪2與第一電機I相連接，主動齒輪2與從動齒輪3相嚙合，套筒6上部分別連接有第一氣動噴頭18和鉸接架11，鉸接架11與連桿12相鉸接，連桿12與第二氣動噴頭17相連接。
[0016]從動齒輪3與套筒6之間設(shè)置有摩擦片4，從動齒輪3與絲母9之間也設(shè)置有摩擦片4，以增大從動齒輪3與套筒6和絲母9接觸時的摩擦力，更便于運動的傳遞。
[0017]氣路控制系統(tǒng)包括所述氣栗和若干個氣管，第一氣動噴頭18、第二氣動噴頭17和第三氣動噴頭16分別通過氣管與氣栗連接，氣管上設(shè)置調(diào)速閥、流量控制閥和壓力控制閥，用于控制氣流的流速、流量和壓力。
[0018]優(yōu)選的，輕質(zhì)小球外表面涂有發(fā)光層，以增強演示效果。
[0019]演示時，電機控制系統(tǒng)控制第一電機I轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動主動齒輪2和從動齒輪3轉(zhuǎn)動，從而通過摩擦片4帶動套筒6使第一氣動噴頭18實現(xiàn)350度往復(fù)旋轉(zhuǎn)，在此過程中，氣路控制系統(tǒng)控制第一氣動噴頭18噴氣，并將輕質(zhì)小球19放置于第一氣動噴頭18處。當(dāng)電機控制系統(tǒng)使第二電機8順、逆時針交替旋轉(zhuǎn)時，第二電機8帶動絲杠10以套筒6作為導(dǎo)向套沿縱向做向上或向下的直線運動，絲杠10帶動連桿12繞鉸軸架11上的鉸接軸7逆、順時針旋轉(zhuǎn)，從而使第二氣動噴頭17實現(xiàn)+/-40度擺動，在此過程中氣路控制系統(tǒng)控制第二氣動噴頭17噴氣，并將輕質(zhì)小球19放置于第二氣動噴頭17處。當(dāng)電機控制系統(tǒng)使第三電機15旋轉(zhuǎn)，從而帶動第三氣動噴頭16旋轉(zhuǎn)，此過程中氣路控制系統(tǒng)控制第三氣動噴頭16噴氣，并將輕質(zhì)小球19放置于第三氣動噴頭16處。氣路控制系統(tǒng)還可以通過控制氣管上的調(diào)速閥、流量控制閥和壓力控制閥，控制氣流的流速、流量和壓力。轉(zhuǎn)速顯示系統(tǒng)將轉(zhuǎn)速傳感器傳來的信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字線號并予以顯示，從而便于操作者觀察電機轉(zhuǎn)速情況，并實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，從而調(diào)劑各氣動噴頭角度變化的快慢。
[0020]演示過程中，當(dāng)各氣動噴頭通氣時，會出現(xiàn)以下氣懸浮現(xiàn)象:
[0021]第二氣動噴頭17上的輕質(zhì)小球懸浮在空中，當(dāng)?shù)诙鈩訃婎^17做+/-40度擺動時，輕質(zhì)小球跟隨著擺動不會下落；
[0022]第一氣動噴頭18上的輕質(zhì)小球懸浮在空中，當(dāng)?shù)谝粴鈩訃婎^18在水平面內(nèi)擺動時，輕質(zhì)小球也跟隨著擺動而不會下落；
[0023]第三氣動噴頭16上的輕質(zhì)小球會吸附在第三氣動噴頭16上，當(dāng)?shù)谌姍C15的轉(zhuǎn)軸繞水平軸線13實現(xiàn)360度旋轉(zhuǎn)時，輕質(zhì)小球會隨著360度旋轉(zhuǎn)而不會下落。
[0024]上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種疊接機構(gòu)的氣懸浮教具，其特征是，包括復(fù)合機構(gòu)、控制裝置和輕質(zhì)小球，所述控制裝置位于復(fù)合機構(gòu)底部，控制裝置包括氣路控制系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速顯示系統(tǒng)，所述復(fù)合機構(gòu)包括俯仰裝置和支架，所述支架頂部設(shè)置第三電機，第三電機的輸出軸與第三氣動噴頭相連接，所述俯仰裝置頂部設(shè)置第二氣動噴頭，俯仰裝置與水平旋轉(zhuǎn)裝置相連接，水平旋轉(zhuǎn)裝置頂部設(shè)置第一氣動噴頭，水平旋轉(zhuǎn)裝置由第一電機驅(qū)動，俯仰裝置由第二電機驅(qū)動，氣路控制系統(tǒng)控制第一氣動噴頭、第二氣動噴頭、第三氣動噴頭動作，第一電機、第二電機和第三電機均安裝有轉(zhuǎn)速傳感器，轉(zhuǎn)速傳感器與轉(zhuǎn)速顯示系統(tǒng)相連接，電機控制系統(tǒng)控制第一電機、第二電機和第三電機動作，第一氣動噴頭、第二氣動噴頭和第三氣動噴頭處均放置有輕質(zhì)小球。2.如權(quán)利要求1所述的一種疊接機構(gòu)的氣懸浮教具，其特征是，所述俯仰裝置包括縱軸、套筒、從動齒輪和絲杠副，縱軸上設(shè)有套筒、從動齒輪和絲母，從動齒輪位于套筒與絲母之間，絲母與絲杠相連接構(gòu)成絲杠副，絲杠副與第二電機相連接，所述水平旋轉(zhuǎn)裝置包括主動齒輪，主動齒輪與第一電機相連接，主動齒輪與從動齒輪相嚙合，套筒上部分別連接有第一氣動噴頭和鉸接架，鉸接架與連桿相鉸接，連桿與第二氣動噴頭相連接。3.如權(quán)利要求2所述的一種疊接機構(gòu)的氣懸浮教具，其特征是，所述從動齒輪與套筒之間設(shè)置有摩擦片，從動齒輪與絲母之間也設(shè)置有摩擦片。4.如權(quán)利要求1所述的一種疊接機構(gòu)的氣懸浮教具，其特征是，所述氣路控制系統(tǒng)包括氣栗和若干個氣管，第一氣動噴頭、第二氣動噴頭和第三氣動噴頭分別通過氣管與氣栗連接，氣管上設(shè)置調(diào)速閥、流量控制閥和壓力控制閥。5.如權(quán)利要求1所述的一種疊接機構(gòu)的氣懸浮教具，其特征是，所述輕質(zhì)小球外表面涂有發(fā)光層。
【專利摘要】本實用新型公開了一種疊接機構(gòu)的氣懸浮教具，包括復(fù)合機構(gòu)、控制裝置和輕質(zhì)小球，控制裝置位于復(fù)合機構(gòu)底部，控制裝置包括氣路控制系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速顯示系統(tǒng)，復(fù)合機構(gòu)包括俯仰裝置和支架，支架頂部設(shè)置第三電機，第三電機的輸出軸與第三氣動噴頭相連接，俯仰裝置控制第二氣動噴頭實現(xiàn)俯仰運動，俯仰裝置與水平旋轉(zhuǎn)裝置相連接，水平旋轉(zhuǎn)裝置控制第一氣動噴頭在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，氣路控制系統(tǒng)控制第一氣動噴頭、第二氣動噴頭、第三氣動噴頭動作。本實用新型復(fù)合機構(gòu)可實現(xiàn)俯仰運動、水平旋轉(zhuǎn)運動以及其復(fù)合轉(zhuǎn)動，從而使得各噴頭的角度可以調(diào)整，從而多方位的展示伯努利氣懸浮現(xiàn)象，更加直觀，演示效果好，便于學(xué)生對伯努利原理的理解。
【IPC分類】G09B23/12
【公開號】CN205318716
【申請?zhí)枴緾N201620045395
【發(fā)明人】崔健, 隗茂虎, 王叢叢, 牛翔, 許際鵬
【申請人】山東凱文科技職業(yè)學(xué)院
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月18日