[发明专利]一种加速度测量仿真蛋

说明书

本发明公开了一种加速度测量仿真蛋，包括外壳、电源、微控制器、加速度传感器和显示屏；外壳模拟真实鸡蛋外形，外壳上设有显示屏安装窗口，内部有空腔；空腔内安装有电源、微控制器和加速度传感器；显示器安装在外壳的显示屏安装窗口上；电源为微控制器、加速度传感器和显示屏供电；微控制器与加速度传感器通信，实现对加速度数据的采集；微控制器与显示屏通信，实现信息的显示；电源、电源、微控制器、加速度传感器和显示屏安装在外壳后，仿真蛋的总质量和重心位置与一枚真实鸡蛋相同。实现了对“高空坠蛋”实验中试验器材的一致性控制，使得实验具备定量研究的可能，提高了实验的展示度和科学演示效果。

技术领域

本发明属于教学器材技术领域，具体涉及一种加速度测量仿真蛋。

背景技术

在初高中物理、科学和研拓课中，经常做“高空坠蛋”的实验，即在一定高度下自由下落，如果鸡蛋不破碎则通过挑战，在所有鸡蛋完好的队伍当中，耗费材料最少的获胜。这个实验有非常多的优点，深受师生欢迎。但在实际实验比赛过程中发现如下问题：

一是鸡蛋之间存在差异，即使都经过热加工，其强度也是有很明显的差异，造成了实验的不确定性，运气成分占了很大的比重，如果一个队伍挑到了质量轻强度大的鸡蛋就更容易获胜。

二是不利于进行迭代和优化，由于鸡蛋在整个结构的核心位置，在测试中如果发生了碎裂需要从头再来制作一遍，而且更换的鸡蛋的强度不能确保和之前破碎的鸡蛋一致，不利于学生找寻出最优解。曾经有一段时间流行用白炽灯灯泡替换鸡蛋以期解决这个问题，但是灯泡破碎后会产生有害垃圾，并且有安全隐患，逐渐被淘汰。

三是不能定量研究，鸡蛋大致只有完好和破碎这两个状态，不利于学生进行定量研究，因此学生通过这个实验所能提升的上限被大幅压缩。

因此，需要设计一种新的装置，弥补现有实验器材的缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种加速度测量仿真蛋。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种加速度测量仿真蛋，所述仿真蛋包括外壳、电源、微控制器、加速度传感器和显示屏；

所述外壳模拟真实鸡蛋外形，所述外壳上设有显示屏安装窗口，内部有空腔；

所述空腔内安装有电源、微控制器和加速度传感器；

所述显示器安装在外壳的显示屏安装窗口上；

所述电源为微控制器、加速度传感器和显示屏供电；所述微控制器与加速度传感器通信，实现对加速度数据的采集；所述微控制器与显示屏通信，实现信息的显示；

所述电源、电源、微控制器、加速度传感器和显示屏安装在外壳后，仿真蛋的总质量和重心位置与一枚真实鸡蛋相同。

优选地，所述微控制器选择LGT8F328P。

优选地，所述加速度传感器选择MPU6050。

优选地，所述显示屏选择OLED屏幕。

优选地，所述微控制器通过IIC协议或SPI协议实现与加速度传感器及显示屏通信。

优选地，所述外壳材料选择PLA基材，通过3D打印制造。

优选地，所述电源为电池，内置电压变换，输出满足微控制器、加速度传感器和显示屏要求的电压和电流。

本发明具有以下有益效果：

采用本发明的一种加速度测量仿真蛋后，通过集成电路技术，仿真一枚真实鸡蛋总重量和重心的同时，实现了对全过程加速度值的测量和记录，实现了对“高空坠蛋”实验中试验器材的一致性控制，使得实验具备定量研究的可能，提高了实验的展示度和科学演示效果。