[发明专利]一种工程力学用教学演示装置

说明书

本发明提出了一种工程力学用教学演示装置，包括基座以及固定在基座上的支撑架；模拟滑道，其一端转动安装在支撑架边缘，其另一端转动连接有升降机构；测量组件，其连接在模拟滑道与所述支撑架之间，并用于测量模拟滑道的转动角度；自动喂球机构，其安装在支撑架上并靠近模拟滑道的升降端，自动喂球机构向模拟滑道内输送测试小球；滑动座，其固定安装在基座上并靠近模拟滑道的转动端；探测组件，其滑动安装在滑动座上；横移电子标尺以及采集计算装置，其采集测量组件、探测组件以及横移电子标尺的数据进行计算获得关联系数K；在教学过程中提供模型演示以提高学生理解能力，并让学生实践了解移动轨迹与碰撞作用力关系。

技术领域

本发明涉及工程力学教学演示用品领域，具体涉及一种工程力学用教学演示装置。

背景技术

工程力学是培养具备力学基础理论知识、计算和实验能力的一门学科，并保证在各种工程(如机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等)中从事与力学有关的科研、技术开发、工程设计和力学教学工作的顺利进行；特别是在课程讲解中对于汽车在行驶冲出现碰撞后产生的作用力与汽车在行驶前的运行轨迹之间存在如何的关系，单纯从理论进行教学，让学生缺少进行模拟试验的实践过程。

就目前的教学情况来说，一方面缺少相关模拟演示模型，二是没有能够让学生了解移动轨迹与碰撞作用力之间关系的实践过程。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种工程力学用教学演示装置，解决了教学中提供模型演示提高学生理解能力，并让学生实践了解移动轨迹与碰撞作用力关系的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种工程力学用教学演示装置，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。

在一实施例中，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。

在一实施例中，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，