[实用新型]一种微重力简易落舱的物理实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于物理教学实验演示设备技术领域，具体讲就是涉及一种微重力简易落舱以自由落体运动实现微重力环境的物理实验装置，是微重力环境物理实验的载体，通过视频和音频，能采集微重力环境下所特有物理现象的信息。 

背景技术

随着科学技术的发展，尤其是航天技术的发展，世界各国对青少年的科学技术普及教育普遍得到重视，尤其是对航天技术领域的科学知识，各国采取了各种普及教育方式，例如：美国NASA曾多次进行太空微重力环境水球.水膜.蜡烛燃烧等物理实验；2013年6月20日，我国”神州十号”飞船航天员王亚平，演示了太空微重力环境的水球水膜等物理实验；6月23日中央电视台播放了题为“关注微重力实验：落塔实验：失重状态下的火焰”的视频。内容是中国科学院国家微重力实验室微重力落塔的蜡烛燃烧实验，更引起人们对微重力落塔实验的关注。 

教育部2005年《普通高中物理课程标准》的实验部分要求学生了解太空舱或人造卫星中进行微重力条件下的实验。传统的“失重实验舱”为提高实验舱自由下落时的稳定性，外形按照飞行器的原理设计，在尾部装有尾翼。舱壁上装有摄录设备，该作品的蜡烛燃烧实验。系用手工方式在实验舱自由下落前点火。蜡烛火焰在舱内只能燃烧十几秒钟，操作者要在短时间内完成点燃火种再点燃蜡烛、关闭舱口、将失重实验舱悬挂并待其静止后释放等动作。某个环节稍有延误就导致实验失败。因此传统的“失重实验舱”的“蜡烛实验”以手工方式点火，其可靠性和可操作性都不高，难以达到对青少年进行科普教育的目 的。 

中国专利200810034652.1公开了一种“失重环境下的蜡烛自动点火实验装置”的专利技术，其包括一个类似于飞行器的失重实验舱，实验舱内有放置蜡烛芯的实验平台，与蜡烛芯处于同一水平高度的摄录装置，其特征在于：所述蜡烛芯一侧设置有电热丝。该专利技术通过继电器电路实现对蜡烛的自动点火，避免人工点火演示困难的缺点，提高了失重环境下的蜡烛自动点火演示装置的成功率，但是这种专利技术仍然存在着以下技术缺陷：”1、实验舱着落时摩擦缓冲的摩擦力过小、时间过短，导致摄录设备受冲击发生抖动，严重时甚至导致摄录设备松脱掉落；2、整个实验舱的强度不高，实验时容易破损；3、无线视频摄录设备缺少录音功能，火焰点燃时的声音未能记录；而且易受外来电波干扰，使画面时有缺损，导致实验失败而重做；4、蜡烛点燃后电热丝仍在蜡烛芯旁，干扰画面；5、有效下落距离过短，一般在2米左右，无法观察到蜡烛燃烧的全过程；6、实验舱着落时总电源未自动切断，存在磁性材料误触发点火装置的安全隐患；7、尾翼在使用过程中很容易受损变形，实验舱下落时的稳定性降低、影响图像质量。 

以上技术缺陷导致失重实验舱以其蜡烛自动点火实验为例，其可靠性，可操作性和图像质量均较差。往往要重复多次才能取得较好的效果。 

实用新型内容

针对上述背景技术中提到的现有的一种失重实验舱的微重力物理实验装置存在的技术缺陷，本实用新型通过对失重实验舱的的改进，解决了上述现有失重实验舱存在的技术缺陷，提高了演示装置的可靠性和可操作性，图像的质量也有了显著的提高。 

技术方案 

为了实现上述技术目的，本实用新型设计一种微重力简易落舱的物理实验装置，它包括实验舱和头锥，实验舱和头锥组成封闭舱体，所述实验舱内设置 有实验平台，其特征在于： 

所述实验舱包括内舱和外舱两层，外舱和头锥配合组装成封闭舱体，所述头锥于外舱和头锥配合处的舱壁上装有铁片,所述外舱与铁片对应处装有磁铁,铁片能被磁铁吸附； 

总控开关受总控电磁继电器控制，总控电磁继电器、总控干簧继电器、总控电源串联组成总控电路，总控干簧继电器装在实验舱舱壁上，铁片能够被磁铁磁化使干簧继电器接通。 

进一步，所述头锥顶部装有泡沫塑料缓冲层。 

进一步，所述实验平台用高强度聚胺酯和多层粘合的PVC材料制作，安装在摄录装置的上方或下方。 

进一步，所述实验舱内舱和外舱均用透明薄壁塑料制作。 

进一步，所述摄录装置包括无线电摄像机和微型摄像机，无线电摄像机和微型摄像机与蜡烛烛芯处于同一水平高度。 

进一步，所述总控电磁继电器通过总控开关控制摄录装置电源开关。 

进一步，所述干簧继电器装在实验舱舱壁上，落舱外mm处有电磁铁对应干簧继电器位置。 

进一步，所述落舱顶部设铁质圆柱体，使简易落舱被上方电磁铁吸附，电磁铁由外部电脑控制。

有益效果