[发明专利]一种多功能电学实验台及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于电学技术领域，尤其涉及一种多功能物理电学实验台及其使用方法。

背景技术

电学是物理学的分支学科，电学设计性实验题能有效地考查学生的实验技能和创造性思维能力，在高考中的考查频率很高，因此，物理电学实验在高中物理学习中占有重要的作用。电学设计性实验其主要设计思想：电表量程的选择，电流表、电压表内外接的选择，滑动变阻器的限流、分压接法选择，电表的另用（作待测电阻，电流表作电压表使用，电压表作电流表使用）等。因此为了更好的学习电学实验，一台能够提高学生学习效率的实验台变的更加重要。

现有技术中的电学实验台多数为一张实验桌、绝缘桌垫、插座和挡板。而上述实验台存在了诸多问题：第一，当实验老师演示实验时，学生围站在一起并不能满足所有同学清楚的观摩到整个实验过程；其次，学生实际操作时，在实验准备上花费太多的时间，从而对实验设计本身精力不够，影响了实验效果。

发明内容

本发明旨在提供一种多功能电学实验台及其使用方法，目的是为了解决现有技术存在的缺点，该装置集成化，宜于收纳实验器材，可手动选择实验器材，在实验桌上即可实时收看老师实验过程，并可记录和回放；适应性较广，且成本低廉，适用于物理电路实验。

一种多功能电学实验台及其使用方法，实验台包括台架本体，其中台架本体包括上台架、下台架、人机交互单元和控制系统；上台架部分包括信号采集单元、视频显示单元、导线收纳单元；下台架部分包括仪器输送系统、仪器存储单元、仪器、仪器接口单元、仪器翻转单元；信号采集单元、视频显示单元、仪器输送系统、仪器翻转单元均与控制系统电连接；

在上台架的上侧设置有一顶板，信号采集单元设置在上台架的顶板上，在顶板上还设置有一照明灯；信号采集单元包括一摄像头和一拾音器，设置在顶板的中央位置；摄像机上的拾音器可进行声音的录制，将拾音器连接到摄像机，摄像机具备双向对讲功能；摄像机录制的视频可以进行存储，并可以根据需要进行回放。

当目标物体（例如操作员的手）进入摄像头的视觉范围时，摄像头可自动识别目标运动的方向，并自动控制旋转，对移动目标进行追踪，使物体位于镜头中央，同时可自动或手动对目标进行放大。自动跟踪持续到目标离开摄像头的可视范围，摄像头返回原观测点准备下一次跟踪。

上台架的竖直设置的侧板上设置有视频显示单元，视频显示单元包括显示屏和扬声器；照明灯、摄像头和视频显示单元由电源供电，且由控制系统控制。

导线收纳单元，包括导线收纳盒本体和导线收纳位，其中导线收纳盒本体包括导线壳体、线轮、可旋转电连接结构、线轮制动装置、开关组件、导向机构、计长装置，导线收纳位设置在上台架的竖直设置的侧板上，包括位置检测装置和计数装置，位置检测装置和计数装置均与控制系统电连接；

仪器接口单元，当仪器被输送至仪器翻转单元上时，仪器两端分别与仪器接口单元电连接；而当电流表、电压表等仪器需要选择不同量程时，可以通过导线收纳单元直接电连接在仪器的接口上；

下台架部分包括仪器输送系统、仪器存储单元、仪器、仪器接口单元、仪器翻转单元；其中下台架面板的下侧设置仪器存储单元；下台架面板上设置两排仪器翻转单元，每个仪器翻转单元包括外框、内框和枢接元件；内框由枢接元件枢接在外框内，外框为一矩形框板，内框与外框等比例对应同为矩形框板，内框与外框可以小缝隙扣合，并可平行穿置在外框内，枢接元件对应设置在外框相对的两内侧，内框通过枢接元件铰接在外框内，并能相对外框作翻转动作；

内框的一面上设置有楔形轨道，仪器底部设置有与楔形轨道形状相配合的轨道，仪器在气缸推力下可以从仪器输送单元推送至内框的轨道上，从而实现仪器与内框之间的固定，进一步地，在翻转单元驱动装置驱动下，仪器被翻转至下台架面板上，从而实现了该翻转单元位的仪器的选择。

其中，下台架面板下的仪器存储单元对应下台架面板上的仪器翻转单元的位置设置，仪器存储单元包括储物架、两条传输带、皮带机，两条传输带均为矩形设置，传输带在对应的传输带动力装置的带动下运转，每条传输带的上方都设置导轨，导轨与内框面上的楔形轨道形状一致，导轨将传送带分割成若干个相互独立的传送位，每个传送位处的导轨与传输带前进的方向垂直。

储物架上水平设置有用于存储不同仪器的两排储物位，两排储物位上下位置设置，即上排储物位和下排储物位，矩形结构的传送带包括上水平传送位和下水平传送位，上排储物位与上水平传送位对应，下排储物位与下水平传送位对应；每个储物位的底面上设置有导轨，导轨与内框面上的楔形轨道形状一致，储物位的底面上的导轨与传输带前进的方向垂直。