учебно-наглядное пособие для изучения физических явлений

Формула изобретения

1. Учебно-наглядное пособие для изучения физических явлений, содержащее монтажную панель и подставки для установки элементов оборудования, причем подставки снабжены средствами их крепления на монтажной панели, отличающееся тем, что пособие снабжено установленными на подставках съемными модульными блоками, на которых расположены элементы оборудования, причем съемные модульные блоки имеют фиксирующие выступы и снабжены электрическими контактами, расположенными на фиксирующих выступах и/или боковых стенках съемных модульных блоков, а каждая подставка снабжена П-образными кронштейнами с расположенными на их сторонах пазами, в которых закреплены фиксирующие выступы съемных модульных блоков, при этом на монтажной панели выполнены соединительные гнезда, а средства крепления подставок выполнены в виде расположенных в их основании штифтов, взаимодействующих с соединительными гнездами монтажной панели, причем пособие дополнительно содержит установленную на монтажной панели стойку и взаимодействующую со стойкой посредством ползуна пластину с продольным пазом для испытуемого элемента, шкалой и соединительными гнездами, расположенными вдоль продольного паза на боковой поверхности пластины, при этом ползун шарнирно закреплен на конце пластины и установлен с возможностью перемещения по стойке.

2. Учебно-наглядное пособие по п.1, отличающееся тем, что подставки выполнены прямоугольной и Т-образной формы.

3. Учебно-наглядное пособие по п.1, отличающееся тем, что штифты выполнены расклинивающимися.

4. Учебно-наглядное пособие по п.1, отличающееся тем, что соединительные гнезда дополнительно расположены на боковых гранях монтажной панели.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к учебным пособиям в области учебного оборудования и может быть использовано для сборки лабораторных установок, электрических цепей, технических устройств и механизмов, применяемых для изучения физических явлений.

Известно устройство, состоящее из набора модулей, в каждом из которых расположены электронный элемент, электронная схема или электронное устройство, электрическое соединение между которыми осуществляется посредством контактов, расположенных на боковых гранях модулей, в каждом из которых расположено устройство индикации состояния находящегося в модуле элемента, электронной схемы или электронного устройства, при этом модули снабжены выступами или впадинами для механического соединения друг с другом (см. заявку на изобретение РФ №94020058, 6 МПК A 61 F 9/24 с приоритетом от 19.05.1994 г., опубликованную 19.06.1995 г. "Модульный электронный конструктор").

Известное устройство применяется только для сборки электронных схем или устройств, в связи с чем обладает ограниченными функциональными возможностями, так как не может быть использовано для исследования других физических явлений.

Известно учебно-наглядное пособие для изучения оптических явлений, включающее установочный столик (монтажную панель), выполненный в виде листа из магнитопроводящего материала, на котором посредством подставок установлен набор оптических элементов оборудования, причем основание подставок снабжено магнитными полосками, а на лицевой стороне подставок закреплены либо призмы, либо экран, либо лампочки, либо светодиодный излучатель, либо фотодиодный датчик, либо фотоэлемент, снабженные выводными электрогнездами с хвостовиками, либо вертикальный универсальный держатель прямоугольной формы со сквозным круглым отверстием в центре и магнитными полосками на торцевой плоскости для фиксации, либо линза, либо дифракционная решетка, либо зеркало, либо поляроид (см. патент РФ на полезную модель №5466, 6 МПК G 09 B 3/10 с приоритетом от 20.06.96 г., опубликованный 16.11.1997 г. "Учебно-наглядное пособие L-МИКРО для изучения оптических явлений").

Известное пособие применяется только для изучения оптических явлений, что ограничивает его функциональные возможности. Недостатком известного учебно-наглядного пособия является также наличие отдельных подставок для крепления каждого элемента оборудования, что усложняет их установку на подставке, увеличивает количество подставок, а следовательно, объем, занимаемый пособием.

Кроме того, наблюдается "залипание" подставок на поверхности установочного столика при демонтаже или перенастройке элемента оборудования, что снижает удобство пользования учебно-наглядным пособием.

Технический результат заявляемого изобретения предусматривает расширение функциональных возможностей пособия и упрощение компоновки элементов оборудования, а также повышение удобства пользования учебно-наглядным пособием.

Указанный технический результат достигается тем, что в учебно-наглядном пособии для изучения физических явлений, содержащем монтажную панель и подставки для установки элементов оборудования, причем подставки снабжены средствами их крепления на монтажной панели, согласно изобретению, пособие снабжено установленными на подставках съемными модульными блоками, на которых расположены элементы оборудования, причем съемные модульные блоки имеют фиксирующие выступы и снабжены электрическими контактами, расположенными на фиксирующих выступах и/или боковых стенках съемных модульных блоков, а каждая подставка снабжена П-образными кронштейнами с расположенными на их сторонах пазами, в которых закреплены фиксирующие выступы съемных модульных блоков, при этом на монтажной панели выполнены соединительные гнезда, а средства крепления подставок выполнены в виде расположенных в их основании штифтов, взаимодействующих с соединительными гнездами монтажной панели.

Учебно-наглядное пособие дополнительно содержит стойку, установленную на монтажной панели, и взаимодействующую со стойкой посредством ползуна пластину с продольным пазом для испытуемого элемента, шкалой и соединительными гнездами, расположенными вдоль продольного паза на боковой поверхности пластины, при этом ползун шарнирно закреплен на конце пластины и установлен с возможностью перемещения по стойке.

Подставки выполнены прямоугольной и Т-образной формы, штифты выполнены расклинивающимися, а соединительные гнезда дополнительно расположены на боковых гранях монтажной панели.

В качестве элементов оборудования используют оптические (например, такие как призма, экран, лампочка, светодиодный излучатель, фотодиодный датчик, линза, дифракционная решетка, зеркало, поляроид), электротехнические (например, такие как источник питания, разъем, электрогнезда с проводником, электромагнит, электродвигатель, переключатель, датчик), радиотехнические (например, такие как сопротивление, диод, конденсатор, потенциометр, телефон, микрофон), механические элементы оборудования (например, такие как вал, шестерня, редуктор, шкив).

Наличие установленных на подставках съемных модульных блоков с расположенными на них элементами оборудования, где съемные модульные блоки имеют фиксирующие выступы и снабжены электрическими контактами, расположенными на фиксирующих выступах и/или боковых стенках съемных модульных блоков, каждая подставка снабжена П-образными кронштейнами с расположенными на их сторонах пазами, в которых закреплены фиксирующие выступы съемных модульных блоков, а также выполнение на монтажной панели соединительных гнезд, средств крепления подставок в виде расположенных в их основании штифтов, взаимодействующих с соединительными гнездами монтажной панели, расширяет функциональные возможности учебно-наглядного пособия за счет увеличения количества комбинаций компонуемых элементов оборудования, достигаемого путем быстрой замены или переворачивания съемных модульных блоков с расположением их рабочей поверхности в горизонтальном или вертикальном положении, упрощает компоновку элементов оборудования за счет уменьшения количества подставок и многократного использования одной подставки для установки нескольких съемных модульных блоков, повышает надежность крепления подставок, упрощает монтаж и демонтаж подставок со съемными модульными блоками и сборку учебно-наглядного пособия в целом с использованием оптических, электротехнических, радиотехнических, механических элементов оборудования для проведения опытов и испытаний в различных областях физики, повышает удобство пользования пособием.

Выполнение подставок прямоугольной и Т-образной формы, наличие соединительных гнезд, дополнительно расположенных на боковых гранях монтажной панели, и наличие стойки, установленной на монтажной панели, и взаимодействующей со стойкой посредством ползуна пластины с продольным пазом для испытуемого элемента, шкалой и соединительными гнездами, расположенными вдоль паза на боковой поверхности пластины, и ползуна, шарнирно закрепленного на конце пластины и установленного с возможностью перемещения по стойке, увеличивают количество комбинаций компонуемых элементов оборудования и, следовательно, количество проводимых опытов и испытаний, что также расширяет функциональные возможности учебно-наглядного пособия, а выполнение штифтов расклинивающимися также повышает надежность крепления подставок.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности "новизна".

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Условие патентоспособности "промышленная применимость" подтверждено на примере конкретного выполнения.

На фиг.1 изображен общий вид учебно-наглядного пособия, на фиг.2 изображена подставка, на фиг.3 изображен съемный модульный блок с элементом оборудования в виде электромагнита, на фиг.4 изображены установленные на подставке съемные модульные блоки, один из которых изображен с электромагнитом, на фиг.5 изображен съемный модульный блок с элементом оборудования в виде электрогнезда.

Учебно-наглядное пособие для изучения физических явлений содержит монтажную панель 1 и подставки 2 как прямоугольной, так и Т-образной формы для установки элементов оборудования 3-1, 3-2, 3-3, 3-4, 3-5, 3-6 (фиг.1). Подставки 2 снабжены средствами их крепления на монтажной панели 1, выполненными в виде расположенных в их основании штифтов 4 (фиг.2). Пособие снабжено установленными на подставках 2 съемными модульными блоками 5, на которых расположены элементы оборудования 3, причем съемные модульные блоки 5 снабжены фиксирующими выступами 6 и электрическими контактами 7 (фиг.3) и 8 (фиг.5), выполненными на фиксирующих выступах 6 и/или боковых стенках съемных модульных блоков 5. Каждая подставка снабжена П-образными кронштейнами 9 с расположенными на их сторонах пазами 10 (фиг.2), в которых закреплены фиксирующие выступы 6 съемных модульных блоков 5. На монтажной панели 1 выполнены соединительные гнезда 11, взаимодействующие со штифтами 4 подставок 2. В качестве элементов оборудования используют электрические элементы, выполненные в виде электрогнезда 3-1, источника питания 3-2, электромагнита 3-3, переключателя 3-4 и датчика 3-5.

Учебно-наглядное пособие дополнительно содержит стойку 12, установленную на монтажной панели 1, и взаимодействующую со стойкой 12 посредством ползуна 13 пластину 14 с продольным пазом 15, шкалой 16 и соединительными гнездами 17, расположенными вдоль продольного паза 15 на боковой поверхности пластины 14. При этом ползун 13 шарнирно закреплен на конце пластины 14 и установлен с возможностью перемещения по стойке 12.

Для крепления переключателя 3-4 используют подставку 2, выполненную Т-образной формы.

Для измерения ускорения свободного падения тела в качестве испытуемого элемента используют металлический шарик 18, а для электрического соединения элементов оборудования 3-1 используют проводники 19. Для измерения угла наклона пластины 14 используют транспортир 20.

Учебно-наглядное пособие для изучения физических явлений, в частности для измерения ускорения свободного падения тела, работает следующим образом.

В соединительное гнездо 11 монтажной панели 1 устанавливают стойку 12. Шарнирно закрепляют ползун 13 на пластине 14 и устанавливают его на стойке 12 с возможностью перемещения по ней и изменения угла наклона пластины 14 к монтажной панели 1.

Затем устанавливают съемные модульные блоки 5 с элементами оборудования: электрогнездо 3-1, источник питания 3-2, электромагнит 3-3, переключатель 3-4, датчик 3-5, секундомер 3-6, на подставках 2 посредством фиксирующих выступов 6, размещенных в пазах 10 кронштейнов 9. Электрическое соединение между электрогнездами 3-1 и источником питания 3-2, электромагнитом 3-3, переключателем 3-4, датчиком 3-5 осуществляют при помощи контактов 7, расположенных на стенке электрогнезд 3-1, взаимодействующих с контактами 8, расположенными на торцах фиксирующих выступов 6.

Подставки 2 с установленными на них съемными модульными блоками 5 устанавливают на монтажную панель 1 при помощи расклинивающихся штифтов 4, входящих в соединительные гнезда 11.

Собирают цепь питания электромагнита 3-3 и размещают металлический шарик 18 в продольном пазу 15 пластины 14.

Затем к переключателю 3-4 подключают секундомер 3-6. Переключателем 3-4 разрывают цепь электромагнита 3-3, при этом металлический шарик 18 начинает движение, а секундомер 3-6 производит отсчет времени. Остановку отсчета времени производят датчиком 3-5, установленным в соединительном гнезде 17 пластины 14 и соединенным с секундомером 3-6 проводниками 19.

Перемещая ползун 13 по стойке 12, устанавливают необходимый угол наклона пластины 14 к монтажной панели 1. Проводят серию запусков шарика 18.

Расстояние, пройденное шариком 18, определяют по шкале 16 пластины 14. Данные заносят в таблицу и рассчитывают ускорение.