一种可调节式摩擦力综合实验台的制作方法

1.本实用新型涉及一种物理试验设备，确切地说是一种可调节式摩擦力综合实验台。


背景技术：

2.目前在物理教学活动中，摩擦力试验时重要的教学内容之一，也是对物理受力分析试验仿真的重要基础内容，为了满足教学活动的需要，当前开发了大量的摩擦力教学设备，如专利申请号为“2018204294915”的“一种摩擦力演示试验装置”及申请号为“2016202517430”的“一种摩擦力试验机”，虽然可以一定程度满足摩擦力试验的需要，但一方面均不同程度存在设备结构复杂，使用及维护难度大，同时难以有效实现对试验设备、教学材料进行集中存放防护作业的需要，易造成试验设备及教学材料损毁情况发生，另一方面在运行中，往往仅能满足特定条件下摩擦力试验作业的需要，摩擦力试验单一且摩擦力检测精度差，难以有效满足物理教学活动中不同条件下摩擦力模拟仿真检测及与摩擦力相关的力学性能试验仿真的需要。
3.因此，针对这一现状，迫切需要开发一种全新的真空罩设备，以满足实际使用的需要。


技术实现要素：

4.针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种可调节式摩擦力综合实验台，该新型一方面结构简单，使用灵活方便，集成化程度高，并可有效满足试验设备及教学用具承载防护作业的需要，极大的提高了使用的灵活性和便捷性，并可防止试验设备丢失和损坏情况发生；另一方面在运行中可有效实现对不同状态下摩擦力进行精确模拟仿真检测作业的需要，同时另可实现对重物下落过程中的冲量进行精确模拟仿真作业的需要。
5.为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：
6.一种可调节式摩擦力综合实验台，包括承载机架、操控台、试验面板、试验滑槽、翻转机构、滑块、电磁铁、拉力传感器、牵引绳、卷扬机构、配重块及驱动电路，其中承载机架为轴线与水平面垂直分布的框架结构，操作台为横断面呈矩形的腔体结构，嵌于承载机架内并与承载机架同轴分布，且操作台侧表面设至少一个操作口，试验面板与操控台上端面连接并同轴分布，试验滑槽为横断面呈“凵”字形槽状结构，至少两条并分别通过翻转机构与试验面板上端面铰接，试验滑槽轴线与试验面板呈0
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—60
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，试验滑槽一端设一个轴线与试验滑槽轴线垂直分布的卷扬结构，试验滑槽内另设一个与试验滑槽同轴分布并滑动连接的滑块，试验滑槽下端面设至少一条沿试验滑槽轴线方向均布的电磁铁，滑块两端分别设挂环，其一端的挂环通过牵引绳与卷扬机构连接，另一端通过挂环与配重块连接，且配重块与试验滑槽间滑动连接，拉力传感器与挂环连接，且挂环通过拉力传感器与牵引绳连接，驱动电路嵌于试验滑槽上端面，并分别与电磁铁、拉力传感器电气连接。
7.进一步的，所述的翻转机构包括承载座、旋转轴、转台机构、角度盘、指针及角度传
感器，所述承载座为横断面呈“凵”字形槽状结构，所述试验滑槽下端面嵌于承载座上端面内，并通过旋转轴与承载座铰接，所述旋转轴分别与承载座侧表面、试验滑槽轴线垂直分布，并位于试验滑槽中线位置处，所述旋转轴一端与转台机构连接，另一端与指针连接，且所述指针对应的承载座外侧面设与旋转轴同轴分布的角度盘，且指针与角度盘滑动连接，所述转台机构与承载座外表面连接，且转台机构上设至少一个角度传感器，所述转台机构及角度传感器均与驱动电路电气连接。
8.进一步的，所述滑块上端面设为横断面呈“凵”字形槽状结构的承载槽，所述承载槽容积为配重块体积的至少3倍，所述滑块下端面设磁性金属衬板，所述磁性金属衬板包覆在滑块下端面，并与试验滑槽滑动连接。
9.进一步的，所述试验滑槽中点位置的下端面设一个倾角传感器，试验滑槽两端下端面设承载弹簧，所述承载弹簧与试验滑槽下端面连接，且承载弹簧与试验滑槽轴线相交，所述倾角传感器与驱动电路电气连接。
10.进一步的，所述试验滑槽一端内设一个压力传感器，所述压力传感器与试验滑槽同轴分布，并和卷扬机构对称分布在试验滑槽两端，所述压力传感器另与驱动电路电气连接。
11.进一步的，所述的驱动电路为基于工业单片机及为基础的电路系统，且所述驱动电路另设操控键及显示器，所述操控键及显示器均嵌于试验面板上端面。
12.本新型一方面结构简单，使用灵活方便，集成化程度高，并可有效满足试验设备及教学用具承载防护作业的需要，极大的提高了使用的灵活性和便捷性，并可防止试验设备丢失和损坏情况发生；另一方面在运行中可有效实现对不同状态下摩擦力进行精确模拟仿真检测作业的需要，同时另可实现对重物下落过程中的冲量进行精确模拟仿真作业的需要。
附图说明
13.下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型。
14.图1为本新型结构示意图；
15.图2为滑块结构示意图；
16.图3为翻转机构结构示意图。
具体实施方式
17.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
18.如图1—3所示，一种可调节式摩擦力综合实验台，包括承载机架1、操控台2、试验面板3、试验滑槽4、翻转机构5、滑块6、电磁铁7、拉力传感器8、牵引绳9、卷扬机构10、配重块11及驱动电路12，其中承载机架1为轴线与水平面垂直分布的框架结构，操作台2为横断面呈矩形的腔体结构，嵌于承载机架1内并与承载机架1同轴分布，且操作台2侧表面设至少一个操作口13，试验面板3与操控台2上端面连接并同轴分布，试验滑槽4为横断面呈“凵”字形槽状结构，至少两条并分别通过翻转机构5与试验面板3上端面铰接，试验滑槽3轴线与试验面板3呈0
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—60
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，试验滑槽4一端设一个轴线与试验滑槽4轴线垂直分布的卷扬结构10，试
验滑槽4内另设一个与试验滑槽4同轴分布并滑动连接的滑块，试验滑槽4下端面设至少一条沿试验滑槽4轴线方向均布的电磁铁7，滑块6两端分别设挂环13，其一端的挂环13通过牵引绳9与卷扬机构10连接，另一端通过挂环13与配重块11连接，且配重块11与试验滑槽4间滑动连接，拉力传感器8与挂环13连接，且挂环13通过拉力传感器8与牵引绳9连接，驱动电路12嵌于试验滑槽4上端面，并分别与电磁铁7、拉力传感器8电气连接。
19.重点说明的，所述的翻转机构5包括承载座51、旋转轴52、转台机构53、角度盘54、指针55及角度传感器56，所述承载座51为横断面呈“凵”字形槽状结构，所述试验滑槽4下端面嵌于承载座51上端面内，并通过旋转轴52与承载座51铰接，所述旋转轴52分别与承载座51侧表面、试验滑槽4轴线垂直分布，并位于试验滑槽4中线位置处，所述旋转轴52一端与转台机构53连接，另一端与指针55连接，且所述指针对应的承载座51外侧面设与旋转轴52同轴分布的角度盘54，且指针55与角度盘54滑动连接，所述转台机构53与承载座51外表面连接，且转台机构53上设至少一个角度传感器56，所述转台机构53及角度传感器56均与驱动电路12电气连接。
20.本实施例中，所述滑块6上端面设为横断面呈“凵”字形槽状结构的承载槽14，所述承载槽14容积为配重块11体积的至少3倍，所述滑块6下端面设磁性金属衬板15，所述磁性金属衬板15包覆在滑块6下端面，并与试验滑槽4滑动连接。
21.同时，所述试验滑槽4中点位置的下端面设一个倾角传感器16，试验滑槽4两端下端面设承载弹簧17，所述承载弹簧17与试验滑槽4下端面连接，且承载弹簧17与试验滑槽4轴线相交，所述倾角传感器16与驱动电路12电气连接。
22.此外，所述试验滑槽4一端内设一个压力传感器18，所述压力传感器18与试验滑槽4同轴分布，并和卷扬机构10对称分布在试验滑槽4两端，所述压力传感器18另与驱动电路12电气连接。
23.进一步优化的，所述的驱动电路12为基于工业单片机及为基础的电路系统，且所述驱动电路另设操控键121及显示器122，所述操控键121及显示器122均嵌于试验面板3上端面。
24.本新型在具体实施中，首先对构成本新型的承载机架、操控台、试验面板、试验滑槽、翻转机构、滑块、电磁铁、拉力传感器、牵引绳、卷扬机构、配重块及驱动电路进行组装，然后将组装后的本新型通过承载机架安装到指定工作位置，同时将不需要使用的教学用具及试验用的滑块、配重块等设备一同放置在操控台内进行存放和防护，防止设备遗失和损坏。
25.在进行摩擦力模拟仿真测试中，首先通过翻转机构调整试验滑槽与试验面板间的夹角，并通过翻转机构的角度盘和角度传感器进行检测，同时通过实践滑槽下端面的倾角传感器进行辅助检测，以满足不同倾斜角度条件下摩擦力及冲量检测作业的需要；在具体试验作业中：
26.摩擦力检测：在完成试验滑槽倾斜角度调节后，一方面通过调整滑块上设置的配重块数量达到调整滑块整体质量，并在滑块质量增加后再重力作用下驱动滑块向下移动，并在向下移动中通过拉力传感器对位移时滑块承受拉力进行检测，从而达到实现摩擦力检测的目的；此外另可在完成滑块重量及试验滑槽角度调节后，通过卷扬结构对滑块进行牵引，然后通过拉力传感器对滑块移动式承受的拉力进行检测，从而完成摩擦力检测的需要，
在在通过卷扬机构对滑块牵引中，另可通过调整试验滑槽底部的电磁铁的磁场强度，通过不同的磁场强度实现对不同摩擦系数材质模仿，进一步提高摩擦力检测作业的灵活性和全面性；
27.冲量检测：完成试验滑槽倾斜角度调节后，将滑块至于试验滑槽最高位置处，同时通过配重块调整滑块中立，然后使滑块沿试验滑槽向下自由滑动，并在滑块与压力传感器发生撞击时，从而达到通过压力传感器对滑块的冲量进行检测的目的。
28.本新型一方面结构简单，使用灵活方便，集成化程度高，并可有效满足试验设备及教学用具承载防护作业的需要，极大的提高了使用的灵活性和便捷性，并可防止试验设备丢失和损坏情况发生；另一方面在运行中可有效实现对不同状态下摩擦力进行精确模拟仿真检测作业的需要，同时另可实现对重物下落过程中的冲量进行精确模拟仿真作业的需要。
29.本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。