本發明涉及一種教學演示裝置，具體為一種基于振動動力學的教學演示裝置，屬于動力學教學設備應用技術領域。

背景技術：

受迫振動是振動系統在周期性的外力作用下，其所發生的振動稱為受迫振動，這個周期性的外力稱為驅動力，在高中物理教學中受迫振動與共振演示實驗是必學的一節課，能夠幫助學生理解在振動力學的作用下物體的運動狀態。傳統的振動力學實驗設備比較簡單，學生只能估計砝碼運動的相關參數，使得實驗的精準性不足，并且傳動過程為人力傳動，使得砝碼受力不平穩。因此，針對上述問題提出一種基于振動動力學的教學演示裝置。

技術實現要素：

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于振動動力學的教學演示裝置。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的，一種基于振動動力學的教學演示裝置，包括支架、第一彈簧、第二彈簧以及砝碼；所述支架頂部設有限位滑座，且限位滑座連接頂桿；所述頂桿底部連接第一彈簧，且第一彈簧底部連接砝碼；所述砝碼底部連接第二彈簧，且第二彈簧兩端均設有掛鉤；所述第二彈簧底部設有活動桿，且活動桿固定在限位套管內部；所述活動桿連接傳動箱，且活動桿側壁設有第一齒輪；所述傳動箱連接驅動電機，且驅動電機連接第二齒輪；所述第二齒輪連接控制電箱；所述砝碼頂部設有定位桿，且定位桿連接定位架；所述定位架連接連桿，且連桿一端設有定位槽；所述定位槽內部設有水筆；所述支架連接白板，且白板表面上設有板擦和刻度表；所述支架底部連接底板。

優選的，所述第一齒輪與所述第二齒輪相互嚙合連接。

優選的，所述砝碼兩端均設有所述掛鉤，且第一彈簧和第二彈簧對稱固定在砝碼的兩端。

優選的，所述定位桿通過螺紋連接所述定位架，且定位桿與砝碼表面緊密貼合。

優選的，所述水筆垂直固定在所述白板頂部。

本發明的有益效果是：該種教學演示裝置對傳統的受迫振動與共振演示實驗設備進行了改進，使其能夠更為精確、便捷的記錄下砝碼的運動參數，從而提高實驗的可靠性；設有定位架和水筆，能夠將水筆與砝碼連接在一起，使得水筆可跟隨砝碼共同運動，并能將運動軌跡準確的繪制在白板上，學生可根據白板上的圖形軌跡并依照刻度表記錄下相關的實驗參數，從而大大加快了實驗的完成速度，加深學生對共振過程的理解；采用驅動電機、齒輪傳動機構替代傳統的手動把手驅動的方式，使得活動桿周期運動過程更為穩定，受力更為均勻，并增加有控制電箱可對驅動電機的正轉、反轉以及轉速進行控制，還可顯示當前的工作電流、電壓。

附圖說明

圖1為本發明整體結構示意圖；

圖2為本發明定位架結構示意圖；

圖3為本發明齒輪配合結構示意圖。

圖中：1、頂桿，2、限位滑座，3、支架，4、白板，401、板擦，402、刻度表，5、水筆，6、第一彈簧，7、砝碼，8、掛鉤，9、第二彈簧，10、限位套管，11、活動桿，1101、第一齒輪，12、傳動箱，13、驅動電機，1301、第二齒輪，14、控制電箱，15、底板，16、定位槽，17、連桿，18、定位架，19、定位桿。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1-3所示，一種基于振動動力學的教學演示裝置，包括支架3、第一彈簧6、第二彈簧9以及砝碼7；所述支架3頂部設有限位滑座2，限位滑座2用于調節支架3上的各個連接部件的位置；所述限位滑座2連接頂桿1；所述頂桿1底部連接第一彈簧6；所述第一彈簧6底部連接砝碼7；所述砝碼7底部連接第二彈簧9；所述第二彈簧9兩端均設有掛鉤8，砝碼7可在兩個彈簧的作用下運動，根據砝碼7的運動軌跡可分析受迫振動與共振的動力特性；所述第二彈簧9底部設有活動桿11；所述活動桿11固定在限位套管10內部，活動桿11可在限位套管10內上下運動進而帶動第二彈簧9運動；所述活動桿11連接傳動箱12，傳動箱12內部為齒輪傳動機構；所述活動桿11側壁設有第一齒輪1101；所述傳動箱12連接驅動電機13，驅動電機13可控制活動桿11的運動過程；所述驅動電機13連接第二齒輪1301；所述第二齒輪1301連接控制電箱14，控制電箱14可對驅動電機13的正轉、反轉以及轉速進行控制，還可顯示當前的工作電流、電壓；所述砝碼7頂部設有定位桿19；所述定位桿19連接定位架18；所述定位架18連接連桿17；所述連桿17一端設有定位槽16；所述定位槽16內部設有水筆5；所述支架3連接白板4；所述白板4表面上設有板擦401和刻度表402，可通過板擦401擦去筆跡，刻度表402便于學生記錄砝碼7的運動參數；所述支架3底部連接底板15。

作為本發明的一種技術優化方案，所述第一齒輪1101與所述第二齒輪1301相互嚙合連接，使得活動桿11可上下運動。

作為本發明的一種技術優化方案，所述砝碼7兩端均設有所述掛鉤8，且第一彈簧6和第二彈簧9對稱固定在砝碼7的兩端，使得砝碼7可穩定的運動。

作為本發明的一種技術優化方案，所述定位桿19通過螺紋連接所述定位架18，且定位桿19與砝碼7表面緊密貼合，使得水筆5可跟隨砝碼7一起運動。

作為本發明的一種技術優化方案，所述水筆5垂直固定在所述白板4頂部，水筆5可將砝碼7的運動軌跡畫在白板1上，學生可根據繪出的軌跡得到準確的運動參數。

本發明在使用時，將第一彈簧6掛在頂桿1上，在第一彈簧6的底部連接上砝碼7，在砝碼7的底部安裝上第二彈簧9，安裝完畢后轉動定位桿19使得定位架18固定在砝碼7的外部然后轉動水筆5，使其垂直固定在白板4的頂部，將控制電箱14接入電源，然后調節驅動電機13的轉速，第二齒輪1301帶動第一齒輪1101轉動，此時活動桿11在限位套管10內部滑動，進而使得第二彈簧9拉伸，砝碼7在振動力的作用下運動，此時水筆5在白板4上繪出砝碼7的運動軌跡，學生可依照刻度表402記錄下運動參數，進行分析。

對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。