[发明专利]一种物理教学直观演示教具及演示方法

权利要求书

1.一种物理教学直观演示教具，包括杠杆平衡演示装置和浮力演示装置，其特征在于：所述杠杆平衡演示装置包括进水总管、分水管、左出水龙头、右出水龙头、左侧第一枢转轴、左侧第一连杆、左侧第一枢转轴安装孔、左翻板式阀门、左侧第二连杆、左侧配重、右侧第一枢转轴、右侧第一连杆、右侧第一枢转轴安装孔、右翻板式阀门、右侧第二连杆、右侧配重、水管支承座、缓冲体、教具基座、实验平台、筒形支承体、半球形端盖、端盖支承杆、端盖通气孔、端盖支承杆枢转轴、平衡杠杆、平衡杠杆左侧第一位置、左侧第一缓冲弹簧、平衡杠杆左侧第二位置、左侧水槽枢转轴、左侧水槽、平衡杠杆左侧第三位置、左侧第二缓冲弹簧、平衡杠杆左侧第四位置、左侧第一杠杆枢转轴、左侧第三连杆、左侧第三连杆滑动体、左侧第四连杆、左侧活塞杆、左侧活塞、左侧活塞筒、基座左侧第一位置、左侧凹槽、左侧第一连通管、左侧第一单向板阀、左侧第二连通管、左侧第二连通管过滤头、左侧补液槽、左侧第三连通管、左侧第二单向板阀、左侧平台凹槽、左侧收集容器、左侧水槽顶出杆、左侧顶出孔、平衡杠杆右侧第一位置、右侧第一缓冲弹簧、平衡杠杆右侧第二位置、右侧水槽枢转轴、右侧水槽、平衡杠杆右侧第三位置、右侧第二缓冲弹簧、平衡杠杆右侧第四位置、右侧第一杠杆枢转轴、右侧第三连杆、右侧第三连杆滑动体、右侧第四连杆、右侧活塞杆、右侧活塞、右侧活塞筒、基座右侧第一位置、右侧凹槽、右侧第一连通管、右侧第一单向板阀、右侧第二连通管、右侧第二连通管过滤头、右侧补液槽、右侧第三连通管、右侧第二单向板阀、右侧平台凹槽、右侧收集容器、右侧水槽顶出杆、右侧顶出孔；所述进水总管连接所述分水管的轴向中央位置，所述分水管左侧安装左出水龙头，所述分水管右侧安装右出水龙头；位于所述分水管轴向中央位置的左侧第一枢转轴的管外侧固定安装左侧第一连杆的上端，所述左侧第一枢转轴安装在所述分水管的所述左侧第一枢转轴安装孔中，并在安装处采用密封连接，所述左翻板式阀门安装在所述左侧第一枢转轴上，并位于左侧分水管的内部，所述左侧第一枢转轴的管外侧固定安装左侧第二连杆的下端，所述左侧第二连杆的上端固定安装左侧配重，所述左侧第一连杆与所述左侧第二连杆位于分水管外部同一侧或位于分水管外部两侧，所述左侧第一连杆的上端可带动所述左侧第一枢转轴转动进而带动所述左翻板式阀门在分水管内部的转动进而克服左侧配重的重力从而完成左翻板式阀门的启闭；位于所述分水管轴向中央位置的右侧第一枢转轴的管外侧固定安装右侧第一连杆的上端，所述右侧第一枢转轴安装在所述分水管的所述右侧第一枢转轴安装孔中，并在安装处采用密封连接，所述右翻板式阀门安装在所述右侧第一枢转轴上，并位于右侧分水管的内部，所述右侧第一枢转轴的管外侧固定安装右侧第二连杆的下端，所述右侧第二连杆的上端固定安装右侧配重，所述右侧第一连杆与所述右侧第二连杆位于分水管外部同一侧或位于分水管外部两侧，所述右侧第一连杆的上端可带动所述右侧第一枢转轴转动进而带动所述右翻板式阀门在分水管内部的转动进而克服右侧配重的重力从而完成右翻板式阀门的启闭；所述进水总管连接所述分水管的位置处设置所述水管支承座，所述水管支承座上部设有缓冲体；

所述教具基座安装在实验平台上，所述教具基座中央位置固定设置筒形支承体，所述筒形支承体内部中空，所述筒形支承体上部固定设有半球形端盖，所述半球形端盖上部固定设置端盖支承杆，所述端盖支承杆的轴线与经过所述半球形端盖球心的竖直方向重合，所述半球形端盖设有若干端盖通气孔，所述端盖支承杆上部呈叉形结构，所述端盖支承杆轴线上设有端盖支承杆枢转轴，所述端盖支承杆枢转轴上铰接有平衡杠杆，所述平衡杠杆关于所述端盖支承杆枢转轴对称；所述平衡杠杆左侧第一位置固定安装左侧第一缓冲弹簧，所述平衡杠杆左侧第二位置固定安装左侧水槽枢转轴，所述左侧水槽枢转轴上安装左侧水槽，所述左侧水槽呈直角梯形，所述直角梯形的钝角处铰接在所述左侧水槽枢转轴上，所述平衡杠杆左侧第三位置固定安装左侧第二缓冲弹簧，所述平衡杠杆左侧第四位置设置左侧第一杠杆枢转轴，所述左侧第一杠杆枢转轴上铰接有左侧第三连杆，所述左侧第三连杆的上端固定连接左侧第三连杆滑动体，所述左侧第一连杆的下端铰接左侧第四连杆的上端，所述左侧第四连杆的下端设置成滑槽形式，所述左侧第三连杆滑动体与所述左侧第四连杆下端的滑槽相配合并可沿滑槽滑动，所述左侧第三连杆的下端铰接左侧活塞杆的上端，所述左侧活塞杆的下端固定安装有左侧活塞，所述左侧活塞位于所述左侧活塞筒内部，所述左侧活塞筒密封连接在所述教具基座的基座左侧第一位置上，所述基座左侧第一位置上开设有与所述左侧活塞筒连通的左侧凹槽和左侧第一连通管，所述左侧凹槽中设有左侧第一单向板阀，所述左侧凹槽下部设置左侧第二连通管，所述左侧第二连通管下端设有左侧第二连通管过滤头；所述左侧第二连通管过滤头位于所述左侧补液槽的液面下，所述左侧补液槽的上表面通过左侧第三连通管与所述筒形支承体的侧壁连通，所述左侧第一连通管一端与所述左侧活塞筒连通，所述左侧第一连通管另一端与所述筒形支承体的底面连通，所述左侧第一连通管另一端位于所述筒形支承体内部的位置安装有左侧第二单向板阀；所述实验平台设有左侧平台凹槽，所述左侧补液槽安装在所述左侧平台凹槽中，并位于所述教具基座的下方；所述实验平台左端对应左侧水槽下方设置有左侧收集容器，所述教具基座最左端安装有左侧水槽顶出杆；

所述平衡杠杆右侧第一位置固定安装右侧第一缓冲弹簧，所述平衡杠杆右侧第二位置固定安装右侧水槽枢转轴，所述右侧水槽枢转轴上安装右侧水槽，所述右侧水槽呈直角梯形，所述直角梯形的钝角处铰接在所述右侧水槽枢转轴上，所述平衡杠杆右侧第三位置固定安装右侧第二缓冲弹簧，所述平衡杠杆右侧第四位置设置右侧第一杠杆枢转轴，所述右侧第一杠杆枢转轴上铰接有右侧第三连杆，所述右侧第三连杆的上端固定连接右侧第三连杆滑动体，所述右侧第一连杆的下端铰接右侧第四连杆的上端，所述右侧第四连杆的下端设置成滑槽形式，所述右侧第三连杆滑动体与所述右侧第四连杆下端的滑槽相配合并可沿滑槽滑动，所述右侧第三连杆的下端铰接右侧活塞杆的上端，所述右侧活塞杆的下端固定安装有右侧活塞，所述右侧活塞位于所述右侧活塞筒内部，所述右侧活塞筒密封连接在所述教具基座的基座右侧第一位置上，所述基座右侧第一位置上开设有与所述右侧活塞筒连通的右侧凹槽和右侧第一连通管，所述右侧凹槽中设有右侧第一单向板阀，所述右侧凹槽下部设置右侧第二连通管，所述右侧第二连通管下端设有右侧第二连通管过滤头；所述右侧第二连通管过滤头位于所述右侧补液槽的液面下，所述右侧补液槽的上表面通过右侧第三连通管与所述筒形支承体的侧壁连通，所述右侧第一连通管一端与所述右侧活塞筒连通，所述右侧第一连通管另一端与所述筒形支承体的底面连通，所述右侧第一连通管另一端位于所述筒形支承体内部的位置安装有右侧第二单向板阀；所述实验平台设有右侧平台凹槽，所述右侧补液槽安装在所述右侧平台凹槽中，并位于所述教具基座的下方；所述实验平台右端对应右侧水槽下方设置有右侧收集容器，所述教具基座最右端安装有右侧水槽顶出杆；所述平衡杠杆左侧对应所述左侧水槽顶出杆位置处开设左侧顶出孔，所述平衡杠杆右侧对应所述右侧水槽顶出杆位置处开设右侧顶出孔；

所述浮力演示装置包括固定螺栓、浮力演示装置支座、浮力演示装置轴承座、轴承座转动轴、浮动曲柄、浮子连杆、浮子、凸轮、管道连通启闭阀门连杆、凸轮配合凹槽、左侧第四连通管、左侧第四连通管翻板阀、左侧第四连通管翻转轴、左侧第四连通管进水控制阀、右侧第四连通管、右侧第四连通管翻板阀、右侧第四连通管翻转轴、右侧第四连通管进水控制阀；所述筒形支承体内部底面上通过固定螺栓固定设置浮力演示装置支座，浮力演示装置支座上部固定设置浮力演示装置轴承座，所述浮力演示装置轴承座中穿设轴承座转动轴，所述轴承座转动轴上固定连接浮动曲柄的下端，所述浮动曲柄的上端铰接浮子连杆的下端，所述浮子连杆的上端铰接浮子的底面；所述轴承座转动轴的一端固定连接凸轮，管道连通启闭阀门连杆与所述凸轮配合接触，所述管道连通启闭阀门连杆的中部设有开口面向下的凸轮配合凹槽，所述凸轮设置在所述凸轮配合凹槽中并与其配合接触，所述管道连通启闭阀门连杆左端铰接左侧第四连通管翻板阀的上部，所述左侧第四连通管翻板阀铰接在左侧第四连通管翻转轴上，所述左侧第四连通管的进水端设有左侧第四连通管进水控制阀，所述管道连通启闭阀门连杆的右端竖直向下弯折后形成Z型结构，所述管道连通启闭阀门连杆的右端铰接右侧第四连通管翻板阀的下部，所述右侧第四连通管翻板阀铰接在右侧第四连通管翻转轴上；所述端盖支承杆的轴线与经过所述半球形端盖球心的竖直方向重合，该竖直方向还通过所述水管支承座的重心，左侧的所有零部件和右侧的所有零部件均关于该竖直方向对称设置。