[发明专利]一种应用于科普教育的火箭模型稳定控制演示装置

说明书

本发明公开了一种应用于科普教育的火箭模型稳定控制演示装置，包括：夹持机构，用于固定火箭模型；以及与所述夹持机构连接的水平转动机构，所述水平转动机构用于带动所述夹持机构在水平方向上转动；以及与所述水平转动机构连接的升降机构，所述升降机构用于带动所述水平转动机构沿竖直方向运动；以及固定所述升降机构的基座；本发明通过夹持机构夹持住火箭模型，在通过水平转动机构带动火箭模型在水平方向上转动，利用升降机构带动火箭模型在竖直方向上移动，能够模拟火箭垂直上升段的运动轨迹，向学生直观地展示运载火箭姿态控制系统工作原理以及相关物理知识。

技术领域

本发明涉及教学装置领域，特别涉及一种应用于科普教育的火箭模型稳定控制演示装置。

背景技术

航天技术的迅猛发展，在载人航天工程、空间站计划、嫦娥探月工程等多项重大工程计划中都取得了不锈成绩，这也引发了全民航天热的浪潮，航天知识也越来越成为大众想要学习、了解和掌握的知识。

2016年3月8日，国务院批复设立“中国航天日”，目的是激发全民尤其是青少年崇尚科学、探索未知、敢于创新的热情。为了响应号召，全国各省市多所中小学开设了航天相关基础性教学课程。当前，国内外相关航天教学模具缺乏，导致老师面向不具备一定专业基础知识的学生授课难度大大增加。这一现象激起了航天教学模具的进一步发展。

运载火箭体积巨大，如何在火箭发射过程中实现稳定控制，是航天工程中的一大难题，也是很多青少年感兴趣的问题。而在实际工程应用中火箭控制需要考虑的因素很多，原理较为复杂，对于大部分中小学生理解起来有一定难度。

现有技术中的演示装置只有对于火箭发射阶段的演示，没有对于火箭升空阶段的演示，例如公开号为CN207233259U，公开日为2018年4月13日的中国专利申请公开了一种火箭发射演示装置，包括火箭拼装装置和火箭发射装置，火箭拼装装置包括拼装模型、拼装台、操作按钮、收纳槽，拼装模型为对应于长征二号F型火箭多个部件的等比模型，拼装台的上端面上设有对应地容置拼装模型的拼装凹槽，操作按钮包括设于拼装台上的发射按钮，收纳槽设于拼装台内。这种类型的显示装置只能够对于火箭发射的瞬间状态进行演示，无法演示火箭升空阶段的姿态。

发明内容

为了解决让青少年更直观地了解火箭升空过程中的姿态，本发明提供一种能够演示火箭升空姿态的演示教学装置。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种应用于科普教育的火箭模型稳定控制演示装置，包括：夹持机构，用于固定火箭模型；以及与所述夹持机构连接的水平转动机构，所述水平转动机构用于带动所述夹持机构在水平方向上转动；以及与所述水平转动机构连接的升降机构，所述升降机构用于带动所述水平转动机构沿竖直方向运动；以及固定所述升降机构的基座。

进一步的，所述夹持机构包括：摆杆夹持件，用于固定火箭模型；以及与所述摆杆夹持件连接的旋转臂夹持件，所述旋转臂夹持件用于夹持所述水平转动机构。

可选的，所述旋转臂夹持件上固定有摆杆角度编码器。

在上述技术方案中，作为一种优选的技术方案，所述升降机构包括丝杠，所述丝杠的一端固定在所述基座上，所述丝杠上套有丝杠螺母，所述丝杠螺母连接有第一电机。

可选的，所述丝杠螺母外套有上升平台，所述上升平台能够与所述丝杠螺母一起上下移动。

作为优选的技术方案，所述上升平台的底部表面设置有加强筋。

进一步的，所述水平转动机构包括旋转臂，所述旋转臂的一端连接在所述上升平台上，另一端与所述夹持机构连接，所述旋转臂通过联轴器连接有第二电机，所述第二电机能够带动所述旋转臂在水平方向上转动。

优选的，所述旋转臂的长度小于所述上升平台的半径。