[发明专利]一种工程力学用教学演示装置

权利要求书

1.一种工程力学用教学演示装置，其特征在于，包括基座以及固定在所述基座上的支撑架；

模拟滑道，其一端转动安装在所述支撑架边缘，其另一端转动连接有升降机构；

测量组件，其连接在所述模拟滑道与所述支撑架之间，并用于测量所述模拟滑道的转动角度；

自动喂球机构，其安装在所述支撑架上并靠近所述模拟滑道的升降端，所述自动喂球机构向所述模拟滑道内输送测试小球；

滑动座，其固定安装在所述基座上并靠近所述模拟滑道的转动端；

探测组件，其滑动安装在所述滑动座上，并用于测量所述测试小球的冲击力；

横移电子标尺，其一端固定连接在所述支撑架上，其另一端固定连接在所述探测组件上；以及

采集计算装置，其采集所述测量组件、所述探测组件以及所述横移电子标尺的数据进行计算获得关联系数K；

所述采集计算装置还用于控制所述升降机构与所述自动喂球机构动作；

所述自动喂球机构包括固定安装在所述支撑架上的支撑板，以及间隔安装在所述支撑板上的两个支板，靠近所述模拟滑道的所述支板高度小于远离所述模拟滑道的所述支板高度；

两个支板上固接有导向套管，所述导向套管内放置有多个测试小球；

所述导向套管的出球端设有用于控制测试小球出球速度的控制机构；所述控制机构包括滑动插入所述导向套管的止动针，以及与止动针连接的推动气缸；

所述推动气缸固定安装在靠近所述模拟滑道的所述支板上，并且推动气缸的轴线垂直于所述导向套管；

所述推动气缸与所述止动针连接位置处设有限位挡板，所述止动针上位于所述限位挡板与所述导向套筒之间的部位上套设有复位弹簧。

2.根据权利要求1所述的一种工程力学用教学演示装置，其特征在于，所述关联系数K的计算公式为：

式中，

F为所述探测组件测量的冲击力；

θ为所述模拟滑道的转动角度；

L为所述横移电子标尺的测量数值；

a、b为常数。

3.根据权利要求2所述的一种工程力学用教学演示装置，其特征在于，所述测量组件包括间隔固定安装在所述支撑架上的第一电子标尺以及第二电子标尺，所述第一电子标尺、所述第二电子标尺上端均转动安装在所述模拟滑道上；

所述第一电子标尺与所述第二电子标尺之间的间隔距离为固定值P；

当所述模拟滑道转动时，所述第一电子标尺与所述第二电子标尺的高度差绝对值为H；

则，

4.根据权利要求2所述的一种工程力学用教学演示装置，其特征在于，所述探测组件包括安装在所述滑动座上的承载板，所述承载板上依次开设有第一台阶槽及第二台阶槽，所述第二台阶槽内安装有应变片，所述第一台阶槽内安装有用于贴合所述应变片的盖板；

所述承载板上还安装有连接所述应变片与所述采集计算装置的信号接头。

5.根据权利要求4所述的一种工程力学用教学演示装置，其特征在于，所述滑动座包括固定在支撑架上的底座以及开设在所述底座上的滑槽；所述滑槽内滑动安装有与所述承载板固定连接的松紧调节件。

6.根据权利要求1所述的一种工程力学用教学演示装置，其特征在于，所述模拟滑道包括滑道本体以及开设在滑道本体上的导向槽，所述滑道本体底部分别固定安装有转动连接所述升降机构的第一转动座，以及转动连接在所述支撑架上的第二转动座；所述导向槽的横截面形状呈类“V”形结构。

7.根据权利要求6所述的一种工程力学用教学演示装置，其特征在于，所述升降机构包括固定安装在所述支撑架上的滑动轴承以及固定安装在所述基座上的升降气缸，所述升降气缸的伸缩杆穿过所述滑动轴承后与所述第一转动座转动连接。