全文摘要
本实用新型公开了一种电动机与发电机一体化教学用具可以通过接通电源形成闭合电路，将铝制电刷弯曲与铜半环分离，或将铝制电刷竖立与铜半环相连，就可以用于演示直流发电机在无换向器时的线圈的摆动，和有换向器时线圈的持续转动，通过连接电流计形成闭合电路，将第一铝制电刷和第二铝制电刷竖立与同一个铜半环相连，转动线圈安装轴，就可以演示直流发电机的工作原理，通过连接电流计形成闭合电路，将第一铝制电刷和第三铝制电刷竖立分别与两个铜半环相连，转动线圈安装轴，就可以演示交流发电机的工作原理，通过将线圈组件、安装板和铜半环设置为可拆卸结构，使本一体化教学用具具有便于拆卸和组装的优点。
主设计要求
1.一种电动机与发电机一体化教学用具，其特征在于，包括：底座，所述底座包括，底板；电刷组，包括，固定于所述底板上的第一铝制电刷、第二铝制电刷和第三铝制电刷，所述各铝制电刷均采用质软的铝片制成；线圈组件，安装在所述底座上，包括，线圈安装轴，通过安装板安装在所述底板上，所述线圈安装轴与所述安装板构成可旋转结构；铜半环，设置为两个，均安装在所述线圈安装轴上，且分别与所述第一铝制电刷和所述第三铝制电刷的位置对应；漆包线圈，安装在所述线圈安装轴上。
设计方案
1.一种电动机与发电机一体化教学用具，其特征在于，包括：
底座，所述底座包括，
底板；
电刷组，包括，
固定于所述底板上的第一铝制电刷、第二铝制电刷和第三铝制电刷，所述各铝制电刷均采用质软的铝片制成；线圈组件，安装在所述底座上，包括，
线圈安装轴，通过安装板安装在所述底板上，所述线圈安装轴与所述安装板构成可旋转结构；
铜半环，设置为两个，均安装在所述线圈安装轴上，且分别与所述第一铝制电刷和所述第三铝制电刷的位置对应；
漆包线圈，安装在所述线圈安装轴上。
2.根据权利要求1所述的一种电动机与发电机一体化教学用具，其特征在于：所述底板上设有至少三个安装块，所述安装块上设有安装孔，所述安装板至少设置为三块，所述安装板上设有与所述安装块匹配的固定孔，所述安装板和所述铜半环均与所述线圈安装轴构成可拆卸结构。
3.根据权利要求1所述的一种电动机与发电机一体化教学用具，其特征在于：所述底板上设有轨道，所述轨道的安装位置与所述漆包线圈对应，所述轨道中设有可沿轨道移动的磁铁。
4.根据权利要求1所述的一种电动机与发电机一体化教学用具，其特征在于：所述线圈安装轴上设有转动部，所述转动部与所述线圈安装轴固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种电动机与发电机一体化教学用具，其特征在于：所述转动部选用圆木块。
6.根据权利要求5所述的一种电动机与发电机一体化教学用具，其特征在于：所述底板上还设有，
支架，固定在所述底板上，所述支架上设有通孔；
转轴，通过轴承安装在所述支架的通孔内，所述转轴与所述支架构成可旋转结构，所述转轴的高度高于所述线圈安装轴；
转盘，安装在所述转轴上，与所述转轴固定连接，所述转盘的直径大于所述圆木块，且所述转盘的位置与所述圆木块对应，所述转盘与所述圆木块之间通过可拆卸的皮带连接。
7.根据权利要求6所述的一种电动机与发电机一体化教学用具，其特征在于：所述转轴与所述底板间的距离为所述线圈安装轴与底板间距离的四倍，所述转盘的直径为所述圆木块直径的四倍。
8.根据权利要求1所述的一种电动机与发电机一体化教学用具，其特征在于：所述铜半环由圆木块外贴合铜片制成。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及电学教学用具技术领域，特别是指一种电动机与发电机一体化教学用具。
背景技术
直流电动机与发电机是义务教育阶段九年级物理课程标准中明确规定的课程内容，但由于生活中常用的电动机结构复杂，拆开后便无法演示转动过程，而市面上常见的电动机或发电机教具又太小，不便拆卸，教师讲解电动机转动原理时往往结合教科书上的配图来进行，这就使得教学内容变得更加抽象，缺乏开放性、探究性，因此这部分内容也是物理课堂教学过程中的难点。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种电动机与发电机一体化教学用具，可用于电动机和发电机原理的一体化教学和直观表现。
基于上述目的本实用新型提供的一种电动机与发电机一体化教学用具，包括：
底座，所述底座包括，
底板；
电刷组，包括，
固定于所述底板上的第一铝制电刷、第二铝制电刷和第三铝制电刷，所述各铝制电刷均采用质软的铝片制成；
线圈组件，安装在所述底座上，包括，
线圈安装轴，通过安装板安装在所述底板上，所述线圈安装轴与所述安装板构成可旋转结构；
铜半环，设置为两个，均安装在所述线圈安装轴上，且分别与所述第一铝制电刷和所述第三铝制电刷的位置对应；
漆包线圈，安装在所述线圈安装轴上。
优选地，底板上设有至少三个安装块，所述安装块上设有安装孔，所述安装板至少设置为三块，所述安装板上设有与所述安装块匹配的固定孔，所述安装板和所述铜半环均与所述线圈安装轴构成可拆卸结构。
优选地，底板上设有轨道，所述轨道的安装位置与所述漆包线圈对应，所述轨道中设有可沿轨道移动的磁铁。
优选地，线圈安装轴上设有转动部，所述转动部与所述线圈安装轴固定连接。
优选地，转动部选用圆木块。
优选地，底板上还设有，
支架，固定在所述底板上，所述支架上设有通孔；
转轴，通过轴承安装在所述支架的通孔内，所述转轴与所述支架构成可旋转结构，所述转轴的高度高于所述线圈安装轴；
转盘，安装在所述转轴上，与所述转轴固定连接，所述转盘的直径大于所述圆木块，且所述转盘的位置与所述圆木块对应，所述转盘与所述圆木块之间通过可拆卸的皮带连接。
优选地，转轴与所述底板间的距离为所述线圈安装轴与底板间距离的四倍，所述转盘的直径为所述圆木块直径的四倍。
优选地，铜半环由圆木块外贴合铜片制成。
从上面所述可以看出，本实用新型提供的电动机与发电机一体化教学用具可以通过接通电源形成闭合电路，将铝制电刷弯曲与铜半环分离，或将铝制电刷竖立与铜半环相连，就可以用于演示直流发电机在无换向器时的线圈的摆动，和有换向器时线圈的持续转动，通过连接电流计形成闭合电路，将第一铝制电刷和第二铝制电刷竖立与同一个铜半环相连，转动线圈安装轴，就可以演示直流发电机的工作原理，通过连接电流计形成闭合电路，将第一铝制电刷和第三铝制电刷竖立分别与两个铜半环相连，转动线圈安装轴，就可以演示交流发电机的工作原理，通过将线圈组件、安装板和铜半环设置为可拆卸结构，使本一体化教学用具具有便于拆卸和组装的优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例的底座示意图；
图2为本实用新型实施例的拆除一块固定板、铜半环和圆木块的线圈组件示意图；
图3为本实用新型实施例的安装一个铜半环和圆木块的线圈组件示意图；
图4为本实用新型实施例的安装两个铜半环和圆木块的线圈组件示意图；
图5为本实用新型实施例的演示线圈摆动的示意图；
图6为本实用新型实施例的演示线圈转动的示意图；
图7为本实用新型实施例的演示直流发电机工作原理的示意图；
图8为本实用新型实施例的演示交流发电机工作原理的示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
一种电动机与发电机一体化教学用具，包括底座，底座包括底板8，底板8上固定有电刷组，电刷组包括第一铝制电刷5、第二铝制电刷51和第三铝制电刷52，各铝制电刷均采用质软的铝片制成，可选的，各铝制电刷在所述底板8上呈直角三角形布置，底座上安装有线圈组件，线圈组件包括通过安装板11安装在底板8上的线圈安装轴9，线圈安装轴9与安装板11构成可旋转结构，可选的，线圈安装轴9通过轴承4与安装板11连接，线圈安装轴9上安装有两个铜半环12，两个铜半环12分辨与第一铝制电刷5和第三铝制电刷52的位置对应，线圈安装轴9上还安装有漆包线圈10。
通过上述技术方案，本一体化教学用具可以通过接通电源形成闭合电路，将铝制电刷弯曲与铜半环12分离，或将铝制电刷竖立与铜半环12相连，就可以用于演示直流发电机在无换向器时的线圈的摆动，和有换向器时线圈的持续转动，通过连接电流计形成闭合电路，将第一铝制电刷5和第二铝制电刷51竖立与同一个铜半环12相连，转动线圈安装轴9，就可以演示直流发电机的工作原理，通过连接电流计形成闭合电路，将第一铝制电刷5和第三铝制电刷52竖立分别与两个铜半环12相连，转动线圈安装轴9，就可以演示交流发电机的工作原理。
可选的，底板8上设有至少三个安装块3，如三个，安装块3上设有安装孔，安装板11至少设置为三块，如三块，安装板11上设有与安装块3匹配的固定孔，安装板11和铜半环12均与线圈安装轴9构成可拆卸结构，通过上述设置，使本一体化教学用具具有便于拆卸和组装的优点，在不需要使用铜半环12时，可将铜半环12与相应的安装板11拆下，方便本一体化教学用具的携带和使用，安装时通过螺栓连接安装孔和固定孔即可。
可选的，底板8上设有轨道7，轨道7的安装位置与漆包线圈10对应，轨道7中设有可沿轨道7移动的磁铁6，使用时通过移动磁铁6间距可改变磁场大小，在演示直流电动机工作原理时，可探究不同磁场强弱对线圈转动快慢的影响。在演示直流发电机或交流发电机的工作原理时，可演示转速一定时，磁场强弱对感应电流大小的影响。
可选的，线圈转动轴上设有转动部，转动部与线圈安装轴9固定连接，可方便使用者对线圈安装轴9进行旋转。
可选的，转动部选用圆木块13。
可选的，底板8上还设有支架2，支架2固定在底板8上，支架2上设有通孔，支架2的通孔内通过轴承4安装有转轴，转轴与支架2构成可旋转结构，转轴的高度高于线圈安装轴9，转轴上固定连接有转盘1，转盘1的直径大于圆木块13，且转盘1的位置与圆木块13对应，转盘1与圆木块13之间通过可拆卸的皮带连接，即皮带嵌套在转盘1和圆木块13上，方便拆下，通过设置转盘1，在演示直流发电机或交流发电机工作原理时，可通过转动转盘1，从而带动线圈安装轴9转动，增大转速。
可选的转轴与所述底板8间的距离设置为线圈安装轴9与底板8间距离的四倍，转盘1的直径设置为圆木块13直径的四倍，在控制转速时较为合适。
可选的，铜半环12由圆木块13外贴合铜片制成，成本较低方便制作。
可选的，线圈安装轴9和转盘1均选用木质，漆包线圈10缠绕在线圈安装轴9上，两端漏出一部分可与导线连接。
在使用本实用新型公开的电动机与发电机一体化教学用具时，如图2所示，将线圈组件上的一块安装板11、圆木块13和铜半环12拆下，将剩余安装板11与底板8上的安装块3连接，将铝制电刷均弯曲至两边，给漆包线圈10接通电源，如图5所示可观察到漆包线圈10在磁场中的摆动情况，在线圈安装轴9上安装一铜半环12，将第一铝制电刷5和第二铝制电刷51竖立与铜半环12相连，给漆包线圈10通上电源，可观察到漆包线圈10在磁场中的转动情况，如图6所示，演示直接电动机的工作原理。
如图3所示，将一个铜半环12和圆木块13安装到线圈安装轴9上，将第一铝制电刷5和第二铝制电刷51竖立与铜半环12相连，第一铝制电刷5和第二铝制电刷51分别连接检流计的两极，并将转盘1与圆木块13用皮带相连，通过转动转盘1可带动线圈安装轴9和漆包线圈10一同转动，由此可观察到检流计指针偏转，如图7所示，演示直流发电机的工作原理。
如图4所示，将两个铜半环12和圆木块13安装到线圈安装轴9上，将第一铝制电刷5和第三铝制电刷52竖立，分别与两个铜半环12相连，第一铝制电刷5和第三铝制电刷52分别连接检流计的两极，并将转盘1与圆木块13用皮带相连，通过转动转盘1可带动线圈安装轴9和漆包线圈10一同转动，由此可观察到检流计指针左右偏转，如图8所示，演示交流发电机的工作原理。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920309342.X
申请日:2019-03-12
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:34(安徽)
授权编号:CN209928753U
授权时间:20200110
主分类号:G09B23/18
专利分类号:G09B23/18
范畴分类:15E;
申请人:安徽师范大学
第一申请人:安徽师范大学
申请人地址:241000 安徽省芜湖市北京东路1号
发明人:刘辉;汪志荣
第一发明人:刘辉
当前权利人:安徽师范大学
代理人:杨红梅
代理机构:11403
代理机构编号:北京风雅颂专利代理有限公司 11403
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计