[发明专利]一种摩擦力学演示装置

说明书

本发明公开了一种摩擦力学演示装置，包括支撑板、摩擦板、电动推杆和摩擦体，其特征在于：所述支撑板顶端焊接有铰接块，且铰接块与摩擦板铰接，所述支撑板开有凹槽，且凹槽内部安装有电动推杆，所述电动推杆输出端铰接有连杆，且连杆另一端与摩擦板底部铰接，所述凹槽内部安装有固定块，且固定块与连杆中部铰接，所述摩擦体顶端安装有无线加速度传感器，且摩擦体右端安装有无线拉力传感器。本发明分别采用无线加速度传感器和无线拉力传感器测加速度和拉力，减小了实验误差，通过改变摩擦板的倾斜度可以实现多变量对摩擦力的影响，采用单片机对装置进行控制，且对数据进行处理，具有实时性强、误差小、演示效果俱佳等优点。

技术领域

本发明涉及教学设备领域，具体为一种摩擦力学演示装置。

背景技术

摩擦力学实验是初中实验的一个重要组成部分，该实验关键部分是探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关，但是现有的摩擦力学演示装置存在如下缺陷：一、在做摩擦力学实验时，通过人拉弹簧测力计使物体做匀速直线运动，这在实际操作中很难实现，使得实验数据存在误差；二、该摩擦力学实验是在水平面上进行的，一般只能测试物体表面的压力和接触面的粗糙程度对滑动摩擦力大小的影响，但这无法测试动摩擦因数与斜面倾斜角度的关系；三、在做实验时，实验数据需要经过后期人为的计算与处理才能得出实验结果，工作量比较大、演示效果不佳，且不具有实时性。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，研发出一种摩擦力学演示装置，即方便了教师多层次、多角度的教学，使得实验演示结果俱佳，也有利于学生自己动手操作，培养学生实验的基本技能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摩擦力学演示装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种摩擦力学演示装置，包括支撑板、摩擦板、电动推杆和摩擦体，所述支撑板顶端焊接有铰接块，且铰接块与摩擦板铰接，所述支撑板开有凹槽，且凹槽内部安装有电动推杆，所述电动推杆输出端铰接有连杆，且连杆另一端与摩擦板底部铰接，所述凹槽内部安装有固定块，且固定块与连杆中部铰接，所述摩擦体顶端安装有无线加速度传感器，且摩擦体右端安装有无线拉力传感器，所述摩擦板底部焊接有受力杆，所述支撑板顶端安装有受力座，且支撑板内部设置有电力箱，所述电力箱内部安装有电源，所述电源一侧安装有集成电路板，且集成电路板顶端插接有单片机，所述电力箱一侧安装有无线接收器，且电力箱另一侧安装有触摸显示屏，所述支撑板顶端安装有立板，且立板一侧安装第一滑轮，所述第一滑轮顶部安装有第二滑轮，且第二滑轮水平方向的立板一侧安装有第三滑轮，所述无线拉力传感器一端连接有牵引绳，且牵引绳一端通过第一滑轮、第二滑轮和第三滑轮连接有砝码，所述摩擦体内部顶端安装有驱动器，且摩擦体内部安装有液压缸，所述液压缸内部滑动连接有第一活塞板和第二活塞板，所述驱动器输出端通过连接杆与第一活塞板固定连接，所述第二活塞板底部安装有若干摩擦块，所述摩擦体底部开有若干滑孔，且滑孔与摩擦块滑动连接；

所述驱动器包括外壳、宏动线圈骨架、内磁轭筒、微动线圈骨架、GMM棒、输出杆和端盖，所述外壳内壁固定安装有环形磁铁，所述宏动线圈骨架放置在环形磁铁内部，且宏动线圈骨架外围绕接有宏动线圈，所述宏动线圈骨架内部粘接有磁轭套筒，所述磁轭套筒内部固定安装有隔磁套筒，所述隔磁套筒内部固定安装有内磁轭筒，所述微动线圈骨架设置在内磁轭筒内部，且微动线圈骨架外围绕接有微动线圈，所述GMM棒放置在微动线圈骨架内部，且GMM棒两端均设置有导磁块，所述微动线圈骨架顶端设置有导磁筒，所述输出杆设置在导磁块顶端，所述端盖与内磁轭筒顶端固定连接，所述输出杆贯穿端盖，且端盖与输出杆之间设置有碟簧；

所述电源输出端电性连接集成电路板输入端，且集成电路板输出端电性连接触摸显示屏、电动推杆、微动线圈和宏动线圈输入端，所述信号接收器输出端电性连接集成电路板输入端。

优选的，所述电力箱一侧安装有把手，方便维修。

优选的，所述单片机型号为STM32，控制能力更强。