實(shí)用高中物理電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)省賽論文

1、第36屆福建省青少年科技創(chuàng)新大賽中學(xué)生科技創(chuàng)新成果競賽項(xiàng)目研究設(shè)計(jì)論文新型高中物理電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)新型高中物理電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)摘 要本人從小愛好學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)的過程中也漸漸迷上了做各種物理實(shí)驗(yàn)。做實(shí)驗(yàn)的過程中，我深深知道有一種實(shí)用、功能強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)是多么的重要，如果能設(shè)計(jì)出一種理想的實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，它將能夠?qū)W(xué)習(xí)起到事半功倍的效果。因此，設(shè)計(jì)一款高中物理電磁實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)的想法在我的腦袋里油然而生。該實(shí)驗(yàn)臺(tái)由桌臺(tái)、水循環(huán)過濾裝置、小型抽水泵、工業(yè)級(jí)電動(dòng)伸縮液壓桿、電燈電路、電流轉(zhuǎn)電壓放大電路、聲音放大電路等模塊構(gòu)成。首先，該實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)能夠滿足各種電磁物理實(shí)驗(yàn)的操作，它能夠?qū)⒏鞣N實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的電流與電

2、壓直觀地通過電燈亮度、音量大小表示出來，方便學(xué)生更直觀地理解電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)并且視力有缺陷的同學(xué)能通過聲音來理解實(shí)驗(yàn)，聽力有缺陷的同學(xué)能通過燈光加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)的理解！這是非常有意義的!其次，它還具有環(huán)保的作用，它能夠?qū)?shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的水進(jìn)行循環(huán)利用。 還有，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)具有移動(dòng)、方便拆卸與組裝的功能，使得實(shí)驗(yàn)臺(tái)的移動(dòng)更為靈活，方便實(shí)驗(yàn)臺(tái)的搬運(yùn)。最后，該實(shí)驗(yàn)臺(tái)具有升降的功能，適合身高不同的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有利于身體的發(fā)育以及視力的保護(hù)，同時(shí)方便學(xué)生們觀看實(shí)驗(yàn)的演示。關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)、用水循環(huán)、環(huán)保、可清洗、可移動(dòng)、可拆卸、可組裝、聲光顯示、研究背景調(diào)查首先，我們從實(shí)驗(yàn)臺(tái)功能的角度進(jìn)行調(diào)查。目前，學(xué)校里配備的

3、物理實(shí)驗(yàn)臺(tái)一般不具有可移動(dòng)、可拆卸與組裝的功能，并且在實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)臺(tái)往往需要外接水管進(jìn)行供水，這兩個(gè)缺陷就導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)臺(tái)不能靈活移動(dòng)、搬運(yùn)與存放，給學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室安排與規(guī)劃造成了一定的影響。其次，我們從實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)效果的角度進(jìn)行調(diào)查。目前，學(xué)校里配備的電磁物理實(shí)驗(yàn)臺(tái)一般都是從電流表、電壓表來顯示電磁實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這樣導(dǎo)致的問題是同學(xué)們感覺實(shí)驗(yàn)太過理論、枯燥、不直觀。所以，若實(shí)驗(yàn)臺(tái)能夠用燈光、語音等方法來直觀表現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)則會(huì)使實(shí)驗(yàn)更加有趣、生動(dòng)，使得學(xué)習(xí)效果更加理想，并且通過聲光來體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，對視覺與聽覺有缺陷的學(xué)生起到了積極的作用。接著，我們從經(jīng)濟(jì)效益的角度進(jìn)行調(diào)查。在2016年，我國教育裝備

4、行業(yè)市場規(guī)模達(dá)到2814.81億元，同比增長6.5%，到2017年教育裝備市場規(guī)模突破3000億元，達(dá)到3009.04億元，同比增長6.9%，預(yù)計(jì)后續(xù)我國教育裝備行業(yè)仍將保持6%左右的增速，預(yù)計(jì)到2021年，我國教育裝備行業(yè)市場規(guī)模將突破4000億元，達(dá)到4086.95億元，隨著我國對教育行業(yè)的重視，以及擴(kuò)大對教育裝備行業(yè)的投入，教育裝備行業(yè)將保持正增長的態(tài)勢。所以，設(shè)計(jì)并研究出一款功能強(qiáng)大、實(shí)用的實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。目 錄引 言52.創(chuàng) 新 點(diǎn)53.總體設(shè)計(jì)63.1 研究目的63.2 研究方法63.3 研究過程73.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73.3.1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程73.3.1

5、.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)思83.3.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素93.3.1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程93.3.1.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果123.3.2 硬件設(shè)計(jì)133.3.2.1、硬件總體功能設(shè)計(jì)143.3.2.2硬件模塊功能實(shí)現(xiàn)143.4制作過程173.4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)場173.4.1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)咨詢183.4.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐183.4.2硬件設(shè)計(jì)現(xiàn)場183.4.2.1硬件設(shè)計(jì)咨詢183.4.2.2硬件設(shè)計(jì)實(shí)踐194. 總體功能實(shí)現(xiàn)測試194.1測試目的194.2測試內(nèi)容204.3測試方法205.項(xiàng)目的先進(jìn)性206.市場應(yīng)用前景21結(jié)論21致謝22參 考 文 獻(xiàn)22附錄（主要功能電路圖）23實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)引 言隨著中

6、國的發(fā)展，我們祖國需要各個(gè)領(lǐng)域的人才越來越多，國家也越來越重視教育，每年投入在教育方面的資金也越來越多，而學(xué)校也看到只重視書面成績的不足，慢慢有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力。為了使同學(xué)的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫教嵘?，推出一款具有?qiáng)大功能的實(shí)驗(yàn)臺(tái)具有十分重要的意義。目前，市場上還沒有一款能夠集環(huán)保、可拆解、可升降、可燈光與聲音顯示實(shí)驗(yàn)效果的電磁實(shí)驗(yàn)桌。該實(shí)驗(yàn)桌就是為了滿足以上這些問題而設(shè)計(jì)的。2.創(chuàng) 新 點(diǎn)（1） 實(shí)驗(yàn)臺(tái)具備污水處理功能，有益于環(huán)境保護(hù)。（2） 實(shí)驗(yàn)臺(tái)能夠循環(huán)使用水資源。（3） 實(shí)驗(yàn)臺(tái)通過聲音的大小和燈光的亮度，直觀展示電磁感應(yīng)電流強(qiáng)度大小的變化，有助于加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)的理解。（4） 聲

7、、光顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)論的方法分別對視力、聽力有缺陷的學(xué)生起到了積極的幫助作用。（5） 實(shí)驗(yàn)臺(tái)具有移動(dòng)輪，方便移動(dòng)。（6） 具有調(diào)節(jié)桌面高度的功能，適合不同身高進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（7） 實(shí)驗(yàn)臺(tái)具有可拆卸與組裝的功能，方便搬運(yùn)與存放。3.總體設(shè)計(jì)3.1 研究目的我國學(xué)校現(xiàn)有的電磁物理實(shí)驗(yàn)臺(tái)均是通過電流、電壓表體現(xiàn)電磁感應(yīng)的實(shí)現(xiàn)，用這種方式體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不夠直觀，也不利于聽力和視力有缺陷的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其次，在實(shí)驗(yàn)過程中，使用到的水常常直接排到下水道，造成了浪費(fèi)，并且也不利于環(huán)境保護(hù)。還有，現(xiàn)在教學(xué)用的實(shí)驗(yàn)臺(tái)常常過于笨重，學(xué)校進(jìn)行衛(wèi)生清洗或者更換教學(xué)實(shí)驗(yàn)室常常需要耗費(fèi)巨大的人力。并且，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)臺(tái)高度往往都是統(tǒng)一規(guī)

8、格的，不能進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣不利于身高不同的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)顯得不夠人性化。針對以上這幾個(gè)問題，本人計(jì)劃研究出一臺(tái)能夠直觀地表現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、能夠有利于環(huán)境保護(hù)、易于移動(dòng)、拆卸與組裝并且具有人性化設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)。3.2 研究方法在研究過程中，本人采用資料調(diào)研、請教專家、討論溝通、進(jìn)行試驗(yàn)等方法進(jìn)行研究。研究流程如圖所示：提出問題確定研究目標(biāo)確定制作方案動(dòng)手制作資料調(diào)研修改技術(shù)方案請教專家動(dòng)手測試完成制作3.3 研究過程研究過程就是研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)流程和應(yīng)用所需的專業(yè)知識(shí)的過程。這個(gè)作品的設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面：操作臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)。研究過程所需要的專業(yè)知識(shí)，包括：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、硬件設(shè)計(jì)、模具

9、設(shè)計(jì)原理等方面的知識(shí)。3.3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程結(jié)構(gòu)構(gòu)思軟件建模發(fā)現(xiàn)問題交付廠家作樣進(jìn)行樣品測試結(jié)構(gòu)完成3.3.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)構(gòu)思實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)總體結(jié)構(gòu)大致由：多功能桌面、水槽、過濾棉、過濾水箱、臺(tái)體、圓柱型支撐塊、儲(chǔ)物柜、抽位器、水箱、儲(chǔ)物抽屜、水泵、柜門、萬向輪組成。實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)各個(gè)結(jié)構(gòu)功能敘述如下：多功能桌面：學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的地方，臺(tái)面具有電流表、電壓表、電源等設(shè)備。抽位器：用來固定水龍頭的設(shè)備。水槽：存放將實(shí)驗(yàn)過程中需要使用的液態(tài)水。過濾棉：起到將實(shí)驗(yàn)用水進(jìn)行過濾，使其恢復(fù)潔凈的作用。過濾水箱：用來儲(chǔ)藏過濾后、潔凈的實(shí)驗(yàn)用水。水泵：將實(shí)驗(yàn)用水抽取至水龍頭的設(shè)備。儲(chǔ)物柜、儲(chǔ)物

10、抽屜：用來存放實(shí)驗(yàn)用品。萬向輪：組裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)下方，一共四個(gè)，分別安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的四個(gè)方向，用以移動(dòng)操作臺(tái)。液壓升降桿：用來使實(shí)驗(yàn)臺(tái)具有升降功能的設(shè)備。圖1 操作臺(tái)構(gòu)成圖3.3.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素這里的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要指的是操作臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)操作臺(tái)結(jié)構(gòu)時(shí)，要充分考慮一下幾個(gè)要素：（1）物理電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)具有普通操作臺(tái)的功能，如：具有桌面、儲(chǔ)物柜。（2）實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)結(jié)實(shí)、耐用，符合力學(xué)條件。（3）實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)的水循環(huán)過濾系統(tǒng)過濾效果良好。（4）實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)水泵抽水能力良好。（5）實(shí)驗(yàn)臺(tái)可拆卸與組裝。3.3.1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程包括：實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌面設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)移動(dòng)功能設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)水循環(huán)過濾功能設(shè)

11、計(jì)、液壓桿伸縮設(shè)計(jì)等，我們重點(diǎn)講述實(shí)驗(yàn)臺(tái)水循環(huán)過濾功能及液壓桿伸縮、可拆卸與組裝的設(shè)計(jì)過程。1. 水泵抽水裝置（1） 水泵功能要求：首先，水泵能夠具有足夠的揚(yáng)程（揚(yáng)程：水泵能夠吸水的高度），應(yīng)當(dāng)選取功率較大、吸力較強(qiáng)的水泵。其次，水泵應(yīng)能固定在箱底，防止水泵跑位。最后，水泵應(yīng)當(dāng)具有良好的防漏電設(shè)計(jì)。（2） 水泵參數(shù)及實(shí)物選擇水泵的時(shí)候，我們需要關(guān)注的是：功率、尺寸、揚(yáng)程、流量。在我們這個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中，從水泵至水龍頭高度不超過1.5米，所以我們選擇第3款產(chǎn)品，并且第三款水泵的尺寸也足夠我們放入水箱中，而它的流量達(dá)到1500升/小時(shí)，一小時(shí)能夠吸取1500升的水已經(jīng)滿足我們的要求了。同時(shí)，這款水泵底部

12、含有四個(gè)吸盤，能夠固定于水箱，滿足我們對固定水泵的要求。水泵參數(shù)如表1所示：功率/W尺寸（長x寬x高）揚(yáng)程流量L/H110W7CM*5.7CM*7.8CM1.2M750L/H218W8.3CM*6.8CM*9.3CM1.5M1000L/H320W8.3CM*6.8CM*9.3CM1.6M1500L/H425W10CM*8CM*10CM2M1500L/H540W12.5CM*10CM*13CM2.5M2000L/H表1 圖2 水泵實(shí)物圖在這個(gè)項(xiàng)目中，選取的水泵所用塑料為ABS材質(zhì)，ABS塑料是常見的塑料，但卻擁有很好的抗腐蝕、抗暴曬特性，具有經(jīng)久耐用的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，底座進(jìn)水罩有塑料柵格，能夠有效隔

13、離異物。圖3 水泵拆解圖2. 液壓桿裝置（1） 液壓桿裝置功能要求：液壓桿在本設(shè)計(jì)中是為了起到升降實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)的作用。首先，液壓桿要有足夠的推力，能夠支撐起操作臺(tái)的重量。其次，液壓桿的伸縮行程應(yīng)符合支撐臺(tái)的要求，伸縮距離不應(yīng)太長，也不應(yīng)太短。最后，液壓桿應(yīng)有電子控制伸縮功能，能夠遙控進(jìn)行控制伸縮?？紤]到桌體的重量，以及為了保持桌面平衡，在這個(gè)設(shè)計(jì)中液壓桿需要四支，分別安裝在桌臺(tái)的四個(gè)角。（2） 液壓桿裝置參數(shù)及實(shí)物電壓DC24V推桿材質(zhì)鋁合金+工程塑料電流6-10A推桿電機(jī)有刷直流電機(jī)額定功率72-140W限位開關(guān)內(nèi)置環(huán)境溫度-25+75防水等級(jí)IP54表2圖4 液壓桿實(shí)物圖3. 可拆卸與組裝設(shè)

14、計(jì)可拆卸與組裝功能要求：該功能要求整個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)可以方便拆卸與裝置，這樣有助于存放、搬運(yùn)。我們采用的方式是模塊化設(shè)計(jì)，將桌體的每個(gè)部分分隔開，分為單獨(dú)的桌面部分、柜子部分、抽屜部分等，這樣模塊化的方式能夠?qū)⒈恐氐膶?shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行拆卸與組裝，從而達(dá)到我們的目的。3.3.1.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果通過軟件建模，所有測試效果均滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)結(jié)果如下圖所示：圖5 整體分解圖圖6 整機(jī)組裝圖3.3.2 硬件設(shè)計(jì)這里的硬件設(shè)計(jì)主要指的是硬件電路設(shè)計(jì)，通過硬件電路能夠?qū)崿F(xiàn)將電磁感應(yīng)的電流大小通過聲音的大小和燈光的亮度顯示出來，有益于聽力和視力有障礙的學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)。3.3.2.1、硬件總體功能設(shè)計(jì)通過硬件總體功能設(shè)計(jì)

15、應(yīng)該完成電流轉(zhuǎn)電壓電路、電壓放大電路、聲音放大電路、信號(hào)燈顯示電路、穩(wěn)壓電路等。首先，外部7.4V電壓（或其他適合的電壓也可行）對電源電路進(jìn)行供電，電源電路經(jīng)過穩(wěn)壓產(chǎn)生+5V電壓為-5V供電電路和運(yùn)算放大器電路供電，使其能夠工作起來。隨后，電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流通過運(yùn)算放大器電路進(jìn)行放大，將放大后的電壓送入聲音/燈光電路進(jìn)行聲音放大或燈光顯示。其硬件構(gòu)成如圖7所示：圖7 硬件構(gòu)成方框圖 3.3.2.2硬件模塊功能實(shí)現(xiàn)1、電源模塊設(shè)計(jì)電源模塊的設(shè)計(jì)主要是為了給硬件電路供電，若沒有穩(wěn)定的電壓供電，那么我們的電路將失去能源供應(yīng)而無法工作。為了實(shí)現(xiàn)我們的電磁感應(yīng)電流轉(zhuǎn)電壓功能，我們需要使用的芯片使LM32

16、4，LM324所需的供電電壓為+5V與-5V。為了產(chǎn)生+5V電壓我們使用穩(wěn)壓芯片L7805來產(chǎn)生+5V電壓，而產(chǎn)生-5V電壓，我們使用芯片ICL7660。接下來，我們完成電路功能設(shè)計(jì)，電路功能設(shè)計(jì)的原理圖部分如圖8所示：圖8 電源原理圖2、放大器電路設(shè)計(jì)放大器電路設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)將電磁感應(yīng)產(chǎn)生的微小電流放大成較大電壓的電路。我們知道，在高中的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，一般情況下產(chǎn)生的電流較小，較小的電流是無法讓喇叭產(chǎn)生聲音也無法驅(qū)動(dòng)燈泡發(fā)光的。因此，為了喇叭、燈泡能夠反應(yīng)電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)的電流強(qiáng)度，我們就需要設(shè)計(jì)一個(gè)放大器電路。在這個(gè)放大器電路中，我們用到了四個(gè)運(yùn)算放大器，而芯片LM324內(nèi)部集成了四個(gè)運(yùn)算放

17、大器，因此我們選用LM324來實(shí)現(xiàn)我們的功能。在這個(gè)電路中，由四個(gè)小電路組成，它們分別是：電流檢測電路、電壓跟隨器電路、減法器電路、同向比例放大電路。下面，我們分別介紹各個(gè)電路的作用。電流檢測電路：該電路將電磁感應(yīng)電流通過運(yùn)算放大器進(jìn)行電流轉(zhuǎn)電壓，產(chǎn)生A電壓（單位：V）。電壓跟隨器電路：電壓跟隨器雖然由運(yùn)算放大器構(gòu)成，但是其本身不具有電壓放大功能，它的電壓放大倍數(shù)為1。通過電壓跟隨器電路產(chǎn)生非常穩(wěn)定的B電壓（單位：V）。減法器電路：首先，減法器電路的作用是將電壓進(jìn)行減法計(jì)算。其次，減法器電路起到消除干擾信號(hào)的作用。例如，電路系統(tǒng)中有干擾信號(hào)X（單位：V），若我們沒有減法電路，則進(jìn)入同向比例放大

18、器的信號(hào)為A+X,影響了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。有了減法電路，則產(chǎn)生的信號(hào)為（A+X）-（B+X）,結(jié)果為A-B，而B又是一個(gè)非常穩(wěn)定的電壓信號(hào)。那么，A-B信號(hào)就能線性反應(yīng)電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流的強(qiáng)度了。同向比例放大電路：通過運(yùn)算放大器具有放大信號(hào)的能力，同向比例放大器將小信號(hào)電壓轉(zhuǎn)換為大信號(hào)電壓，使其具有足夠大的功率，能夠驅(qū)動(dòng)音控電路和燈光電路。接下來，我們完成電路功能設(shè)計(jì)，電路功能設(shè)計(jì)的原理圖部分如圖9所示：圖9 放大器電路圖下表為核心芯片LM324的相關(guān)參數(shù)：3、音控電路音控電路的設(shè)計(jì)有兩個(gè)目的。第一，極微小的聲音信號(hào)通過音控電路放大到人耳可聽的音量，所以音控電路有一定的聲音放大功能。第二，音控電路

19、能夠根據(jù)電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流進(jìn)行放大后的電壓強(qiáng)弱進(jìn)行音量大小的調(diào)整。在這個(gè)電路總，我們選用音頻線性功率管TDA2003來實(shí)現(xiàn)我們的功能。在這個(gè)電路中，加入很多的電容，在這里，這些電容具有濾除雜波的作用，使得電路不容易被干擾，使聲音質(zhì)量清晰，不失真。接下來，我們完成電路功能設(shè)計(jì)，電路功能設(shè)計(jì)的原理圖部分如圖10所示：圖10 音控電路圖下表為音控電路核心芯片TDA2003的相關(guān)參數(shù)：3.4制作過程3.4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)場3.4.1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)咨詢?yōu)榱蓑?yàn)證自己的想法，本人找到具有相關(guān)知識(shí)的老師進(jìn)行了關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的咨詢。咨詢內(nèi)容主要包括：（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用

20、圖113.4.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)踐為了實(shí)現(xiàn)自己的想法，本人在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的指導(dǎo)下，親自動(dòng)手實(shí)現(xiàn)自己的想法，實(shí)踐內(nèi)容主要包括：（1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)桌體的設(shè)計(jì)（2）實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)性能的驗(yàn)證（3）實(shí)驗(yàn)臺(tái)的組裝 圖123.4.2硬件設(shè)計(jì)現(xiàn)場3.4.2.1硬件設(shè)計(jì)咨詢?yōu)榱蓑?yàn)證自己的想法，本人找到具有相關(guān)硬件電路知識(shí)的老師進(jìn)行電路設(shè)計(jì)方面的咨詢。咨詢內(nèi)容主要包括：（1）硬件電路原理（2）電路板設(shè)計(jì)流程（3）電路板設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用（4）電路板焊接技術(shù) 圖133.4.2.2硬件設(shè)計(jì)實(shí)踐為了實(shí)現(xiàn)自己的想法，本人在硬件工作人員的指導(dǎo)下，親自動(dòng)手實(shí)現(xiàn)自己的想法，實(shí)踐內(nèi)容主要包括：（1）硬件指標(biāo)的調(diào)試（2）硬件指標(biāo)的測量（3）電路板

21、的制作（4）硬件電路的焊接 圖144. 總體功能實(shí)現(xiàn)測試4.1測試目的經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)及樣臺(tái)組裝調(diào)試，現(xiàn)在工作臺(tái)已趨于成熟，可以進(jìn)行功能測試。通過功能測試，我們就可以判斷我們的想法是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。4.2測試內(nèi)容測試內(nèi)容包括：（1）操作臺(tái)具有可移動(dòng)功能。（2）操作臺(tái)具有可循環(huán)利用水資源的功能。（3）操作臺(tái)具有根據(jù)聲音大小來體現(xiàn)電磁實(shí)驗(yàn)電流、電壓強(qiáng)弱的功能。（4）操作臺(tái)具有根據(jù)光強(qiáng)度體現(xiàn)電流強(qiáng)弱的功能。（5）操作臺(tái)能夠拆卸、組裝。4.3測試方法（1）操作臺(tái)可移動(dòng)功能 1）操作臺(tái)能在教室靈活移動(dòng)移動(dòng)。 2）移動(dòng)過程中，內(nèi)部的液態(tài)水不濺出內(nèi)部腔體。（2）液態(tài)水循環(huán)使用功能1）液態(tài)水能在水泵工作的情

22、況下， 將水吸至水龍頭并流出。2）多次使用液態(tài)水后，液態(tài)水無異味、無異色。（3）操作臺(tái)可以通過遙控進(jìn)行高度調(diào)節(jié)并且桌體穩(wěn)定。（4）進(jìn)行電磁實(shí)驗(yàn)時(shí)，聲音反應(yīng)電流、電壓強(qiáng)度功能。（5）進(jìn)行電磁實(shí)驗(yàn)時(shí)，燈光反應(yīng)電流、電壓強(qiáng)度功能。（6）將操作臺(tái)進(jìn)行拆卸、組裝，觀察操作是否簡單易行。5.項(xiàng)目的先進(jìn)性下表是市場上各種實(shí)驗(yàn)臺(tái)的性能對比：市面操作臺(tái)電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)操作臺(tái)能否移動(dòng)否能實(shí)操作臺(tái)能夠拆卸、組裝否能循環(huán)使用水資源否能操作臺(tái)高度能否調(diào)節(jié)否能實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象聲音展示否能實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象燈光展示否能表36.市場應(yīng)用前景我們中國的發(fā)展越來越迅速，短短幾十年就獲得了西方國家好幾百年的發(fā)展成就，全世界都驚訝于“中國速度”并對

23、此感到不可思議。其實(shí)，我們國家獲得的成就與我們國內(nèi)的教育的成功是分不開的，中國義務(wù)教育的基本國策、科教興國、人才強(qiáng)國的戰(zhàn)略使得中國快速地立于世界之巔。在這樣的背景下，高中物理電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)具有十分廣闊的市場應(yīng)用前景。每年，我們祖國在教育裝備的投入越來多，該款實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)具有市面上其他操作臺(tái)不具有的優(yōu)勢：環(huán)保、節(jié)約、便捷、實(shí)驗(yàn)效果直觀。結(jié)論本人從小就喜歡做各種實(shí)驗(yàn)，深深知道一個(gè)實(shí)用、方便、功能強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)臺(tái)對于一個(gè)學(xué)生快速掌握知識(shí)是多么的重要。出于對學(xué)習(xí)的熱愛，根據(jù)我的想法設(shè)計(jì)出的高中物理電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。這個(gè)設(shè)計(jì)綜合應(yīng)用了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的知識(shí)、模具設(shè)計(jì)的知識(shí)、電子電路設(shè)計(jì)的知識(shí)。在這些知識(shí)的綜合應(yīng)用下，該款功能桌具有環(huán)保、可移動(dòng)、可