[发明专利]均加速运动演示装置

说明书

技术领域  该实验装置是利用计算机的并行接口作为脉冲信号的输出，脉冲信号的频率控制步进电机的转速。

背景技术  在现有高中的物理教材中都讲到物体的均加速运动，但目前没有一个实验装置能够形象、直观地演示这一运动规律，给初学者对这一概念的理解带来了困难。

发明内容  为了使高中学生对物体的均加速运动有一个形象、直观地认识，本发明的目的是提供一种均加速运动演示装置。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：计算机并行接口(1)的引脚2与红外发射电路(2)的信号输入端相连；红外接收电路(3)的信号输出端与步进电机驱动器(4)的CP-端相连，步进电机驱动器(4)的CP+、CW+接+5V，CW-端接地，A+、A-、B+、B-端分别与步进电机(5)相连，步进电机(5)的转轴与驱动齿轮(6)固定，驱动齿轮(6)与小车(9)的后桥传动齿轮(7)相吻合，传动齿轮(7)与小车的后桥转轴(8)固定。

本发明的有益效果是：能够演示具有一定初速度的物体的均加速或均减速运动，使学生对物体的均加速运动规律有一个形象、直观地认识。

附图说明  附图1是均加速运动演示装置的原理图。图中是计算机主机并行接口(1)，红外线发射电路(2)、红外线接收电路(3)，步进电机驱动器(4)，步进电机(5)，驱动齿轮(6)，传动齿轮(7)，后桥转轴(8)，小车(9)。图2是定时器控件1的程序流程图。图3是定时器控件2的程序流程图。

具体实施方式  1、在计算机的BIOS中设置并行接口的操作模式为PS/2或EPP或ECP。

2、计算机并行接口(1)的引脚2与红外发射电路(2)的信号输入端相连；红外接收电路(3)的信号输出端与步进电机驱动器(4)的CP-端相连，步进电机驱动器(4)的CP+、CW+接+5V，CW-端接地，A+、A-、B+、B-端分别与步进电机(5)相连，步进电机(5)的转轴与驱动齿轮(6)固定，驱动齿轮(6)与小车(9)的后桥传动齿轮(7)相吻合，传动齿轮(7)与小车的后桥转轴(8)固定。

3、用VB语言编写控制程序，下载TVicLPT并行接口专用软件，并将其作为Active X控件加入到VB工具栏中，在控制程序中加入定时器控件1，Timer1.interval值为1000毫秒，定时器控件1每秒触发一次，进行一次t＝t+1计算，根据V＝at，用V的大小确定在1秒钟内产生的脉冲数量，在控制程序中加入定时器控件2，根据定时器1产生的脉冲数量，确定Timer2.interval值为脉冲波周期的二分之一，用“TVicLPT1.Pin(2)＝[value]”命令，使计算机并行端口(1)的引脚2产生高低变化的周期性脉冲波，其输出频率最高是250HZ，周期是4毫秒，用作步进电机旋转的脉冲输入信号，其流程图见图2和图3。

下面以V＝at，a＝1为例说明均加速运动速度的变化过程：

当t＝1秒时，V＝1，Timer2.interva＝500，即在1秒钟内产生1个脉冲波。

当t＝2秒时，V＝2，Timer2.interval＝250，即在1秒钟内产生2个脉冲波。

当t＝3秒时，V＝3，Timer2.interval＝166，即在1秒钟内产生3个脉冲波。

……

当t＝250秒时，V＝250，Timer2.interval＝2，即在1秒钟内产生250个脉冲波。

4、选用步距角为1.8度的高速步进电机。

5、该控制程序在windows XP操作系统下运行。