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专利号: 2020104412881
申请人: 安徽师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 教育;密码术;显示;广告;印鉴
更新日期:2023-11-03
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备,其特征在于,包括基板(1),在所述基板(1)的底部通过套管活动安装有螺旋升降柱,所述基板(1)上固定安装有物联网通信模块(2)和自由落体实验装置(3),所述物联网通信模块(2)远程连接有虚拟演示模块(4);

所述自由落体实验装置(3)包括固定安装在所述基板(1)上的底座(301),所述底座(301)上通过螺旋套筒活动安装有顶杆(302),所述顶杆(302)的外侧面通过夹板卡箍(303)活动安装有帘板(304),在所述帘板(304)上由内侧向外侧依次设置有电子记录载板(5)、物理记录器(6)和落体实验装置(7),在所述电子记录载板(5)、物理记录器(6)和落体实验装置(7)外围空间上均设置有不同视角的摄影相机(8),所述物理记录器(6)上设置有频闪相机(9),在所述落体实验装置(7)上设置有运动传感器(10);

所述物理记录器(6)包括设置在所述帘板(304)上的内沉槽(601),且在所述内沉槽(601)上安装有凸出所述帘板(304)的记录台(602),所述记录台(602)上垂直于其轴线顺次设置有若干组道集(603),每组所述道集(603)上均设置有打点器(604),在每组所述道集(603)内垂直于所述打点器(604)的打点方向设置有纸带滑道(605),所述频闪相机(9)设置在所述打点器(604)的侧面,所述打点器(604)包括每组所述道集(603)之间均相互独立的单体打点器(604)和所有所述道集(603)均联控的联体打点器(604);

所述虚拟演示模块(4)包括:

三维扫描建模模块(401),通过扫描设备对自由落体实验装置(3)进行三维扫描并依据扫描结果建立三维模型,并通过人工校准识别出动作区和静止区;

若干个接收模板(402)和一个共同的数据处理模块(403);

显示模块(404),用于将数据处理模块(403)处理后的接收模块(402)接收数据投影至三维模型中按照同一时间轴进行动态显示还原,每个所述接收模块(402)均通过数据端口(405)与设置在自由落体实验装置(3)上的传感器电性连接,且每个所述接收模块(402)均只与同一类型的传感设备电性连接,所述传感设备将采集的信息按照同一时间轴分别传输至不同的接收模块(402)中,所述接收模块(402)将接收的采集信息进行提高信噪比处理后将其传输至数据处理模块(403)进行叠合,所述数据处理模块(403)将不同类型的传感信号叠合后投影至三维模型上进行动态演示,同时在三维模型的侧面展示按照同一时间轴的实际摄影图。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备,其特征在于,所述落体实验装置(7)包括若干个分别对应每组所述道集(603)的环形卡箍(701),每个所述环形卡箍(701)上均通过密封环片(702)活动安装有真空管(703),在每个所述真空管(703)内均设置有与纸带滑道(605)连通的悬挂勾(704),且所述真空管(703)和所述纸带滑道(605)的连接处设置有气压密闭器(705)。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备,其特征在于,所述气压密闭器(705)包括固定安装在所述真空管(703)内壁上的密闭环(706),在所述密闭环(706)内侧固定安装有呈椭圆环状的密闭膜片(707),所述密闭膜片(707)上等间距均匀设置有若干个支撑轴(708),所述支撑轴(708)均以密闭环(706)的中心为射线的共同端点向外发散,在所述密闭膜片(707)的长轴方向的两个端点上均固定安装有铰接点(708),以两个铰接点(708)为端点均设置有固定安装在所述密闭膜片(707)上的气压膜(709),所述气压膜(709)内表面与纸带贴合的一面设置有油膜层,所述纸带的外表面均包裹有镜面涂层。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备,其特征在于,所述气压膜(709)的上表面固定安装有若干个均以分布的静触点(710),在每个所述静触点(710)上均通过铰接安装有微勾(711),所述纸带滑道(605)端部安装有若干个复位弹簧(712),所述复位弹簧(712)的另一端与所述微勾(711)连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于物联网通信技术的自由落体实验设备,其特征在于,所述运动传感器(10)按照等间距的排布方式固定安装在每个所述真空管(703)上,所述真空管(703)上对应所述运动传感器(10)的另一侧安装有接收器(11),设置在所述纸带滑道(605)内的纸带上设置有等间距排列的穿孔,所述穿孔设置在所述运动传感器(10)和接收器(11)之间的连接线上,在每个所述真空管(703)底部固定安装有电子触发器(713)。