[发明专利]一种工程力学用教学演示装置

说明书

本发明公开了一种工程力学用教学演示装置，涉及工程力学教具技术领域。本发明包括水箱，水箱相对两内侧壁之间转动连接有丝杆，丝杆周侧面螺纹连接有支撑板，支撑板上表面固定安装有电动推杆，电动推杆一端固定连接有钢绳，钢绳一端固定连接有浮力板，水箱相对两内侧壁之间固定连接有弹性绳，钢绳周侧面固定连接有柱体，柱体周侧面贯穿有通孔，柱体相对两端面均固定连接有圆形量角器。本发明通过丝杆、电动推杆、钢绳、浮力板、弹性绳、圆形量角器、第一拉力传感器和第二拉力传感器的设计，结构合理简单，使用方便，避免了学生在听工程力学理论课和看图中感到抽象，不容易理解的问题，提升了教学效率和学习效率。

技术领域

本发明属于工程力学教具技术领域，特别是涉及一种工程力学用教学演示装置。

背景技术

在讲解《工程力学》理论时，首先要使学生深入理解力的基本性质，懂得和理解静力学公理，并且要理解和掌握物体的受力分析、画出受力图；在这一教学过程中的各部件的受力分析讲解、演示是十分重要的，以往在讲解、演示这课程时教师只能临时画图，向学生讲几种力的性质和几种力相互作用间的关系，学生在听课和看图中总感到很抽象，不容易理解什么是作用力与反作用力，什么是平衡力，尤其是在汇交力系中被研究物体到底受哪几种力的作用，这些力的方向又是怎样，学生经常模糊不清。因此，针对这一现状，迫切需要开发一种工程力学用教学演示装置，以克服当前实际应用中的不足，满足教学的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工程力学用教学演示装置，通过水箱、丝杆、支撑板、电动推杆、钢绳、浮力板、弹性绳、圆形量角器、第一拉力传感器和第二拉力传感器的设计，解决了学生在听工程力学理论课和看图时感到抽象，不容易理解，教学效率和学习效率较低的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种工程力学用教学演示装置，包括水箱；所述水箱相对两内侧壁之间转动连接有丝杆，所述丝杆周侧面螺纹连接有支撑板，所述支撑板上表面固定安装有电动推杆，所述电动推杆一端固定连接有钢绳，所述钢绳一端固定连接有浮力板，所述水箱相对两内侧壁之间固定连接有弹性绳，所述钢绳周侧面固定连接有柱体，所述柱体周侧面贯穿有通孔，所述弹性绳一端穿过通孔，所述通孔内壁与弹性绳周侧面滑动连接，所述柱体相对两端面均固定连接有圆形量角器。

进一步地，所述水箱相对两内侧壁均开设有滑槽，所述支撑板相对两侧面均与滑槽内壁滑动连接。

进一步地，所述水箱一外侧壁固定安装有电机，所述电机输出轴一端贯穿水箱侧壁并且与丝杆一端固定连接。

进一步地，所述钢绳周侧面固定连接有第一拉力传感器，所述第一拉力传感器位于柱体下方位置。

进一步地，所述弹性绳靠近水箱内侧壁的周侧面固定连接有第二拉力传感器，所述弹性绳位于丝杆正上方位置。

进一步地，所述水箱一侧面分别开设有注水管和排水管，所述注水管位于浮力板的上方位置。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过水箱、丝杆、支撑板、电动推杆、钢绳、浮力板、弹性绳、圆形量角器、第一拉力传感器和第二拉力传感器的设计，浮力板静止漂浮在水中，第一拉力传感器记录钢绳下端所受的力，两个第二拉力传感器分别记录柱体两侧的弹性绳所受的力，同时圆形量角器测量柱体两侧的弹性绳倾斜角度，从而直观地展示柱体所受的四个力的大小及方向，电动推杆通过钢绳带动浮力板升降，从而改变柱体带动弹性绳中间位置向上折起的幅度，从而调整柱体两侧的弹性绳倾斜角度，电机通过丝杆带动支撑板水平移动，支撑板带动钢绳下端水平移动，使柱体的通孔沿着弹性绳滑动，从而改变了柱体在弹性绳上的位置，方便展示柱体处于不同位置的受力情况，结构合理简单，使用方便，避免了学生在听工程力学理论课和看图中感到抽象，不容易理解的问题，提升了教学效率和学习效率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。