WO2018169456A2 - Modular designer and laboratory modular unit for studying physical phenomena - Google Patents
Modular designer and laboratory modular unit for studying physical phenomena Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018169456A2 WO2018169456A2 PCT/RU2018/050029 RU2018050029W WO2018169456A2 WO 2018169456 A2 WO2018169456 A2 WO 2018169456A2 RU 2018050029 W RU2018050029 W RU 2018050029W WO 2018169456 A2 WO2018169456 A2 WO 2018169456A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- modular
- functional module
- constructor
- constructor according
- brackets
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
- A63H33/00—Other toys
- A63H33/04—Building blocks, strips, or similar building parts
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/06—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
Definitions
- the group of inventions relates to teaching aids, educational games and can be used to assemble spatial structures during experiments and laboratory work, including for the assembly of electrical circuits, technical devices and mechanisms used to study physical phenomena.
- the group of inventions is a modular 3D designer of laboratory devices and installations of various thematic focus.
- the construction set consists of multifunctional parts, from which the elements of laboratory installations and the installations themselves can be assembled, in particular, the laboratory modular construction block as its element carrying the main functional load.
- the closest analogue is a teaching aid known from the prior art for the study of physical phenomena [PTL: RU2287861, publ. 20.11.2006, prior. dated 14.12.2004, G09B23 / 06], containing a mounting panel with connectors, including on its side faces, stands for installing modular blocks on which the elements of equipment are located.
- the stand is attached to the mounting panel by means of pins installed in its base, made of wedging pins.
- the manual additionally contains a rack mounted on the mounting panel and a plate interacting with the rack by means of a slider with a longitudinal groove for the test object, a scale and connecting sockets located along the longitudinal groove on the side surface of the plate, while the slider is hinged at the end of the plate and installed with the ability to move along the rack.
- the removable modular units have locking tabs and are provided with electrical contacts located on the locking tabs and / or side walls of the removable modular units.
- the supports are rectangular and T-shaped and equipped with U-shaped brackets with grooves located on their sides, in which fixing protrusions of removable modular blocks are fixed.
- the manual allows you to solve many problems for the simulation of laboratory installations and devices, but can be modified in order to increase its functionality.
- the implementation of the stand and the bracket as a single whole restricts the use of the stand only for functional units of a standard size and configuration, does not allow the bracket to be used as a separate element of the aid, for example, for self-installation on various surfaces.
- the module can rotate (swing) relative to the stand (backlash).
- the constructor is a set of functional parts of various kinds and work surfaces, and the installation of most parts on the work surfaces is carried out both directly and through the formation of a laboratory modular unit.
- the task to be solved by the group of inventions is the development of a system of multifunctional devices, the parts of which are maximally unified, which, in addition to expanding the possibilities of using the designer, will simplify and reduce the cost of its production.
- the technical result of the claimed group of inventions mainly envisages expanding the functionality, as well as simplifying the arrangement of equipment elements and also improving the usability of the designer.
- the claimed modular constructor for the study of physical phenomena contains:
- central and side functional modules with interface elements with each other and with brackets, made in I-shaped or T-shaped or cruciform,
- brackets in the form of a profile, consisting of one end and two side surfaces with grooves for fixing functional modules
- brackets are made with the possibility of self-installation on the working surfaces through the side surfaces of the bracket,
- a mounting plate When connecting the mounting profiles, a mounting plate can be formed, preferably with a longitudinal groove.
- the use of a mounting plate in combination with other elements allows the formation of many structures for measuring, for example, the speed or acceleration of bodies.
- the constructor contains measuring instruments - protractors, calculators and others.
- the constructor may contain a stand with grooves for installing the bracket (the bracket in this case has fixing protrusions), made in an I-shaped, T-shaped or cruciform shape.
- the bracket in this case has fixing protrusions
- At its base there are fastening means on working surfaces, for example, removable pins. Longitudinal vertical protrusions can be made on the end part of the bracket for better fixation.
- the interface elements of functional modules are made with the possibility of transmitting electric current, which makes it possible to use a wide range of equipment in the modules.
- Laboratory modular constructor block contains:
- At least one central and / or lateral functional module with elements of interface with brackets and with each other, made I-shaped or T-shaped or cruciform,
- brackets with grooves in the upper part for fixing functional modules and protrusions in the lower part for connecting to the stand,
- the block-modular layout of the constructor provides interchangeability due to standardization, unification and detachable connection of parts to each other. In addition, ease of use is achieved due to the variability and reduction of time spent on assembling and disassembling the elements of the constructor.
- the versatility of individual parts of the kit ensures its compactness, that is, it allows you to have fewer, for example, stands for installing the necessary modules on them, as well as the ability to use the same parts in different versions.
- the bracket of the constructor in contrast to the prototype, is removable, which expands the possibilities of its use as an independent element or when installed on a stand. Longitudinal vertical protrusions can be made on the end part of the bracket for better fixation.
- the interface elements of the functional modules are made with the possibility of transmitting electric current.
- a modular laboratory designer preferably consists of at least one mounting panel 1, at least two mounting profiles 2, central and side functional modules 3 and 4, respectively, with equipment elements, connecting modules 5 (brackets 5), installation modules 6 (supports 6) and measuring instruments (for example, a protractor).
- markings can be applied in the form of numbering, designation, denomination, etc., which helps in identifying such elements, and on the mounting profiles 2 - a measuring scale. Examples of such markings can be seen in the figures (in particular, Fig. 2) - the numbering of the elements of the constructor for better identification, especially when mentioned in the user manual.
- the mounting profiles 2, at least on one side, can be made in such a shape that when the profiles 2 are connected to each other, a longitudinal groove 7 is formed for the movement of the test objects.
- end connectors plugs
- the mounting profiles 2 can be used both together, forming a mounting plate with a longitudinal groove 7 when connected, and separately as structural (supporting) elements of the constructor.
- the number of functional modules 3 and 4, brackets 5 and supports 6 used in the formation of a laboratory modular block of functional modules depends on the configuration of the elements and the tasks set during the simulation.
- the standard equipment assumes the presence of one central functional module 3, two functional modules 4, two brackets 5 and a base 6. In some cases, it may be sufficient to use only one of the functional modules, for example, central module 3 or side module 4, if they contain sufficient functionality to solve the problem.
- the supports 6 can be made (see Fig. 3) of an I-shaped or T-shaped or cruciform shape with means of their fixation on the working surfaces - the mounting panel 1 or profiles 2, for example, in the form of pins 8 located at the base of the support 6.
- the pins 8 can be removable, which makes it possible, if necessary, to replace them with other fixing means or to remove them, for example, to place the stand 6 on a surface other than the mounting panel 1 or profiles 2.
- transverse (guide) grooves 9 and fixing grooves 10 for installing the bracket 5 and fixing it on the stand 6.
- Bracket 5 (see Fig. 2) is a profile consisting of two lateral and one end surface.
- fixing protrusions 11 can be located for better connection with the stand 6 or with the working surface, for example, profile 2.
- the grooves 12 are made open in the direction opposite to the end part of the bracket 5, which minimizes the risk of damage to the bracket 5 when installed in the grooves 12 of the functional module 4. The risk of such damage was identified during the operation of the bracket 5, the groove 12 of which is made open upwards. With repeated assembly and disassembly of the elements, the edges of the upwardly open groove 12 quickly wore out or could be damaged.
- bracket 5 In the end part of the bracket 5 there is a groove 13 for interaction and fixation of functional modules 3 and 4, which is made open upwards.
- bracket 5 in the form of an element separate from the stand 6 allows it to be independently installed on various working surfaces, for example, on the mounting panel 1 or mounting profiles 2.
- a design of the bracket 5 makes it possible to simplify and reduce the cost of the manufacturing process of the stand 6 and the bracket 5, and also reduce costs when replacing damaged or lost parts of the constructor.
- Bracket 5 can be turned 180 0 to accommodate a functional module 3 of a non-standard configuration on the base 6.
- connecting sockets 15 and 16 are made, respectively, for installing the stand 6 by interacting with its pins 8 or bracket 5 through the projections 11 or directly (depending on the shape of the connecting socket 15), as well as guide grooves (slots) 17 for the installation of brackets 6.
- Profile 2 may have a combination of such installation means.
- Functional modules 3 and 4 are made in the form of multifaceted prisms of simple and complex shapes, their totality and contain (outside and inside) the elements of the devices and the devices themselves, some of them with the possibility of multiple installation and removal.
- At least two end surfaces (edges) of the side functional module 3 and the central functional module 4 contain elements 18 for mating and fixing with brackets 5.
- central functional modules 3 and side functional modules 4 are distinguished.
- projections 19 can be made, repeating the shape of the side part of the stand 6, which improve the fit of the module 4 on the bracket 5, its fixation, and also make the shape of the laboratory unit more streamlined, ergonomic and comfortable to use.
- Element 20 can be used when placing functional elements (device elements) on module 4, in particular for transmitting electric current.
- a plate of a device for transmitting electric current to central modules 3 is installed in element 20.
- the housings of functional modules 3 and 4 can have different shapes depending on the features of the equipment elements placed on them, including depending on the number of mating and fixing elements 18 and 20 and / or electrical contacts.
- Central functional modules 3 can be I-shaped (two-pin), T-shaped (three-, five- or seven-pin) or cruciform (four- or six-pin) and can be installed on one support 6 or their combination (see. Fig. 3).
- An example of a five-pin module 3 can be seen in FIG. 3.
- Such a variety of shapes makes it possible to expand the range of equipment elements used, as well as tasks solved with the help of a designer, for example, by combining them.
- Functional modules 3 and 4 can contain electrical / radio components, mechanical, optical elements, parts of devices, mechanisms or the devices and mechanisms themselves, elements.
- a functional module of the "cage" type (see Fig. 4) is made in the form of a hollow cylinder 21 with a through window for inserting equipment elements, for example, U, I magnets and protrusions for installing it. Allows you to fix equipment elements and change their spatial orientation as required.
- a functional module of the "cuvette” type 22 (see Fig. 5), which can be used in experiments in the field of molecular physics, electrolysis, etc.
- the functional module contains a platform 23 for measuring instruments, electronic assemblies, etc., preferably made at an angle.
- the platform can have built-in equipment elements or installed with the possibility of their removal and replacement (in the form of replaceable linings), while the removable liner has a contact (latch) that secures the liner to the platform.
- An ammeter, voltmeter, variable resistor, stopwatch or timer, solar battery, breadboard, calculator, counter of revolutions or oscillations, 7-segment indicator, multimeter, etc. can be used as elements of equipment located on the site.
- a functional module of the "trap" type contains elements 24 for stopping the ball, preferably consisting of a base plate and located at an acute angle to the base of the trap plate with a window for fixing.
- a functional module of the "clamp" type may contain a collet 25, in particular for mounting a rod, which allows in the construction of Fig. 8. 1 fix the functional module 3 at the height required for work above the mounting plate 1.
- the functional module 3 (see Fig. 9) contains a compartment 26 for mounting a power source, for example, in the form of batteries, while the power source (s) can be fixed by means of fixing protrusions.
- a power source for example, in the form of batteries
- a functional module of the "console” type contains an element 27 for fastening the mounting plate, interacting with the connecting sockets 16 on its lateral parts.
- the console can be used to attach an additional element “coil-coil” (see Fig. 14) in the form of a frame 33, which is used in experiments on the study of electromagnetism by means of its interaction with a compass needle, magnet, magnetically conductive materials, electrical measuring instruments and etc.
- a functional module of the "pointer" type contains an element 28 for fixing measuring instruments (in this case, a protractor) and determining on their scale the values of preset values for the subsequent installation of modules taking into account such values or determining values as results performance of work (experiment).
- a protractor can be installed in the indicator to measure the angle of inclination of the mounting plate relative to the mounting panel 1 or other surface.
- a functional module of the "contact" type contains elements 29 for transferring electric current between the modules and external devices, as well as for fixing the conductors.
- an element is made for transmitting electric current between the modules in the form, for example, of a plate, which is installed using element 20 (groove).
- the contact device of the functional unit can be made in the form of a clip (including the crocodile type), socket, spring, pin, magnet, nut, clothing button, etc.
- a functional module of the "axis" type contains an element 30 in the upper part of the module for mounting, for example, a protractor (or a magnetic compass needle), as well as other measuring instruments or devices having a similar mounting method.
- Functional modules such as “axis”, “console”, “pointer”, “contact” can be installed both directly on the base 6 (as independent modules), and on another functional module, for example, side module 4.
- a functional module (see Fig. 1) that can be used to install a ball. It contains an electromagnet with a pivoting bracket 31 and is intended, for example, for precise positioning of the ball on the starting line when studying acceleration, speed, etc.
- a functional module of the "key" type switch, switch
- an element 32 which performs the closing and opening of the electrical circuit.
- the key can be made mechanical (see Fig. 1 - button), electromagnetic, electronic, etc.
- the assembly of the constructor elements is carried out as follows.
- a laboratory modular unit is formed (see Fig. 2), while brackets 5 are installed in the transverse grooves 9 on the side surfaces of the support 6, fixing them with the grooves 10 of the support 6 and fixing protrusions 11 of the bracket 5.
- the vertical protrusions 14 (see Fig. 2, 3) of the bracket 5 interact with the edges of the module 3, providing a straight-line movement of the module 3 and preventing the displacement of the module 3 relative to the stand 6.
- the functional module 3 is built into the niche formed by the brackets 5 and is fixed with the elements 18, 20 and the groove 13 of the bracket 5.
- the functional module 3 can be installed both horizontally and vertically, depending on the required orientation of the equipment element.
- Side functional modules 4 are installed in the grooves 12 of the bracket 5.
- bracket 5 is turned 180 ° relative to the main position, which makes it possible to expand the niche for the functional module 3.
- more than one support 6 of the corresponding shapes is used.
- a five-pin functional module 3 see Fig. 3
- two supports 6 are used - an I-shaped support and a T-shaped support, on which two and three brackets 5 are installed, respectively.
- the profiles 2 are connected to each other using end connections (plugs), while a longitudinal groove 7 is formed for the movement of the test objects. So, with the help of end connectors of various kinds, depending on the tasks, it is possible to obtain a plate (two profiles), a frame (four profiles), a spatial structure (a more complex connection of profiles to each other), etc.
- the laboratory modular unit is installed by means of pins 8 of the support 6 into the connecting sockets 15 of the mounting panel 1 or the socket 16 of the profile 2 in any required place.
- Functional modules 3 and 4 of the laboratory modular block are used in the amount necessary and sufficient to solve the problem. In this case, it is not necessary to use a standard set of two side modules 4 and a central module 3 (for an I-shaped base 6). For example, only the side modules 4 can be used (see FIG. 14).
- the work of the group of inventions can be demonstrated by the example of an installation that will measure the value of the gravitational acceleration of a body, in particular, a ball.
- a mounting panel is used, formed from mounting profiles 2 mounting plate, rod, ball and a number of laboratory modular blocks with measuring instruments.
- the first laboratory modular unit (mounting plate attachment unit) is formed from an I-shaped support 6, two brackets 5 installed with their end part inside the support 6, a "clamp" -type functional unit with a collet 25 placed so that the collet 25 is located across the support 6 and looks sideways, two functional modules 4 of the "console” type with an element 27 for fixing the mounting plate.
- the rod is installed in the connecting socket 15 of the mounting panel 1 and the mounting plate fastening unit is fixed at the required height by passing the rod into the collet chuck 25.
- the unit serves to fasten the mounting plate and change its height (angle of inclination) - it moves relative to the rod (rack) and is fixed in the required position.
- a second laboratory modular unit (ball launching unit) is formed from an I-shaped support 6, two brackets 5 installed with the end part inside the support 6, a functional module 3 with an electromagnet and a swing bracket 31, as well as functional modules 4 of the "contact" type with elements 29 for the transmission of electric current.
- a third laboratory modular unit (ball stopping unit) is formed from an I-shaped support 6, two brackets 5 installed with the end part inside the support 6, a functional module 3 of the "trap” type with elements 24 for stopping the ball, functional modules 4 of the "pointer” type with element 28 for fixing the protractor, as well as a module 4 of the "axle” type with an element 30 for installing the protractor.
- the protractor is fixed by means of the element 28 in the side module 4 of the "pointer” type, then rotated to the required position relative to its goniometric scale.
- the laboratory unit is mounted on the side surface of the mounting plate so that the trap elements 24 are located at the beginning of the longitudinal groove 7 of the plate.
- the mounting plate is installed at an inclination, and the angle of inclination can be changed by moving the rod into the collet 25.
- two more blocks with an inclined platform 23 are formed and installed to accommodate a stopwatch and a calculator, as well as a block for placing circuit power supplies in compartment 26.
- a laboratory modular unit with a "key" -type functional module with a mechanical element 32 in the form of a button is used.
- the ball moves along the groove 7 and is precisely set on the starting line.
- the start of the stopwatch starts the movement of the ball and the countdown.
- the ball, reaching the trap is fixed by element 24 and at the same time stops the timing with a stopwatch using a sensor (mechanical, optocoupler, reed switch, etc.)
- modular blocks can be installed anywhere in the structure, orienting as needed. All elements are installed in unified, standardized cases, which provides clarity and high "vandal resistance”, as well as the interchangeability of parts, and allows you to "fill” the case with any functionality.
- the claimed modular constructor has a high development potential and has significant methodological value, as it provides variability and clarity in the performance of experiments, laboratory and practical work. Simple techniques for working with equipment are used, which can be as clear as possible, including through the use of the same equipment for the teacher and the student. As a result, along with the study of physical laws, students develop design and technological skills and assembly and changeover skills.
- the modular design of the device makes it easy to replace lost or faulty modules, supplement, develop new modules and complete the cabinet with the required number and functional content. Thus, a decrease in operating costs is achieved, as well as space savings (compactness) when storing the designer as a methodological material.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Algebra (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
- Instructional Devices (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к учебным пособиям, обучающим играм и может быть использована для сборки пространственных конструкций при проведении опытов и лабораторной работы, в том числе для сборки электрических цепей, технических устройств и механизмов, применяемых для изучения физических явлений. The group of inventions relates to teaching aids, educational games and can be used to assemble spatial structures during experiments and laboratory work, including for the assembly of electrical circuits, technical devices and mechanisms used to study physical phenomena.
Группа изобретений представляет собой модульный 3D конструктор лабораторных устройств и установок различной тематической направленности. Конструктор состоит из многофункциональных частей, из которых могут быть собраны элементы лабораторных установок и сами установки, в частности, лабораторный модульный блок конструктора как его элемент, несущий основную функциональную нагрузку.The group of inventions is a modular 3D designer of laboratory devices and installations of various thematic focus. The construction set consists of multifunctional parts, from which the elements of laboratory installations and the installations themselves can be assembled, in particular, the laboratory modular construction block as its element carrying the main functional load.
На сегодняшний день существует ряд конструкторов, решающих близкие к заявляемому изобретению задачи, однако большинство из них выполнено по схеме «одна деталь — одна функция», а также имеют ограниченные возможности пространственного моделирования. Today, there are a number of designers who solve problems close to the claimed invention, however, most of them are made according to the "one part - one function" scheme, and also have limited spatial modeling capabilities.
Наиболее близким аналогом является известное из уровня техники учебно-наглядное пособие для изучения физических явлений [PTL:RU2287861, опубл. 20.11.2006, приор. от 14.12.2004, G09B23/06], содержащее монтажную панель с соединительными гнездами в том числе на ее боковых гранях, подставки для установки модульных блоков, на которых расположены элементы оборудования. На монтажной панели подставка крепится при помощи установленных в ее основании штифтов, выполненных расклинивающимися.The closest analogue is a teaching aid known from the prior art for the study of physical phenomena [PTL: RU2287861, publ. 20.11.2006, prior. dated 14.12.2004, G09B23 / 06], containing a mounting panel with connectors, including on its side faces, stands for installing modular blocks on which the elements of equipment are located. The stand is attached to the mounting panel by means of pins installed in its base, made of wedging pins.
Кроме того, пособие дополнительно содержит стойку, установленную на монтажной панели, и взаимодействующую со стойкой посредством ползуна пластину с продольным пазом для испытуемого объекта, 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.In addition, the manual additionally contains a rack mounted on the mounting panel and a plate interacting with the rack by means of a slider with a longitudinal groove for the test object, a scale and connecting sockets located along the longitudinal groove on the side surface of the plate, while the slider is hinged at the end of the plate and installed with the ability to move along the rack.
Съемные модульные блоки имеют фиксирующие выступы и снабжены электрическими контактами, расположенными на фиксирующих выступах и/или боковых стенках съемных модульных блоков. The removable modular units have locking tabs and are provided with electrical contacts located on the locking tabs and / or side walls of the removable modular units.
Подставки выполнены прямоугольной и Т-образной формы и снабжены П-образными кронштейнами с расположенными на их сторонах пазами, в которых закреплены фиксирующие выступы съемных модульных блоков.The supports are rectangular and T-shaped and equipped with U-shaped brackets with grooves located on their sides, in which fixing protrusions of removable modular blocks are fixed.
В качестве элементов оборудования используют различные оптические, электротехнические, радиотехнические, механические элементы оборудования.Various optical, electrical, radiotechnical, mechanical equipment elements are used as equipment elements.
Пособие позволяет решать множество задач по моделированию лабораторных установок и устройств, но может быть модифицировано с целью повышения его функциональности. В частности, выполнение подставки и кронштейна единым целым ограничивает использование подставки только для функциональных блоков стандартного размера и конфигурации, не позволяет использовать кронштейн как отдельный элемент пособия, например, для самостоятельной установки на различные поверхности. При установке центрального функционального модуля в нишу, образованную кронштейнами, модуль может поворачиваться (качаться) относительно подставки (люфт).The manual allows you to solve many problems for the simulation of laboratory installations and devices, but can be modified in order to increase its functionality. In particular, the implementation of the stand and the bracket as a single whole restricts the use of the stand only for functional units of a standard size and configuration, does not allow the bracket to be used as a separate element of the aid, for example, for self-installation on various surfaces. When installing the central functional module into the niche formed by the brackets, the module can rotate (swing) relative to the stand (backlash).
Конструктор представляет собой совокупность функциональных частей различного рода и рабочих поверхностей, причем установка большинства частей на рабочие поверхности осуществляется как непосредственно, так и через формирование лабораторного модульного блока.The constructor is a set of functional parts of various kinds and work surfaces, and the installation of most parts on the work surfaces is carried out both directly and through the formation of a laboratory modular unit.
Задачей, на решение которой направлена группа изобретений, является разработка системы многофункциональных устройств, части которой максимально унифицированы, что, кроме расширения возможностей использования конструктора, позволит упростить и удешевить его производство.The task to be solved by the group of inventions is the development of a system of multifunctional devices, the parts of which are maximally unified, which, in addition to expanding the possibilities of using the designer, will simplify and reduce the cost of its production.
Технический результат заявляемой группы изобретений главным образом предусматривает расширение функциональных возможностей, а также упрощение компоновки элементов оборудования и также повышение удобства использования конструктора.The technical result of the claimed group of inventions mainly envisages expanding the functionality, as well as simplifying the arrangement of equipment elements and also improving the usability of the designer.
Заявляемый модульный конструктор для изучения физических явлений содержит:The claimed modular constructor for the study of physical phenomena contains:
центральные и боковые функциональные модули с элементами сопряжения между собой и с кронштейнами, выполненные I-образной или T-образной или крестообразной формы,central and side functional modules with interface elements with each other and with brackets, made in I-shaped or T-shaped or cruciform,
кронштейны в виде профиля, состоящего из одной торцевой и двух боковых поверхностей с пазами для фиксации функциональных модулей,brackets in the form of a profile, consisting of one end and two side surfaces with grooves for fixing functional modules,
рабочие поверхности в виде монтажной панели и, по крайней мере, одного монтажного профиля, work surfaces in the form of a mounting plate and at least one mounting profile,
причем кронштейны выполнены с возможностью самостоятельной установки на рабочие поверхности через боковые поверхности кронштейна,moreover, the brackets are made with the possibility of self-installation on the working surfaces through the side surfaces of the bracket,
а на рабочих поверхностях выполнены соединительные гнезда и/или прорези для установки кронштейнов.and on the working surfaces there are connecting nests and / or slots for mounting brackets.
При соединении монтажных профилей может быть образована монтажная пластина, предпочтительно, с продольным пазом. Использование монтажной пластины в сочетании с другими элементами позволяет формировать множество конструкций для измерения, например, скорости или ускорения тел.When connecting the mounting profiles, a mounting plate can be formed, preferably with a longitudinal groove. The use of a mounting plate in combination with other elements allows the formation of many structures for measuring, for example, the speed or acceleration of bodies.
Дополнительно конструктор содержит средства измерения – транспортиры, калькуляторы и прочие.Additionally, the constructor contains measuring instruments - protractors, calculators and others.
Для соединения модулей и кронштейнов в блоки конструктор может содержать подставку с пазами для установки кронштейна (кронштейн в таком случае имеет фиксирующие выступы), выполненную I-образной, T-образной или крестообразной формы. В ее основании выполнены средства крепления на рабочих поверхностях, например, съемные штифты. На торцевой части кронштейна для лучшей фиксации могут быть выполнены продольные вертикальные выступы. Элементы сопряжения функциональных модулей выполнены с возможностью передачи электрического тока, что позволяет использовать в модулях широкий круг оборудования.To connect modules and brackets into blocks, the constructor may contain a stand with grooves for installing the bracket (the bracket in this case has fixing protrusions), made in an I-shaped, T-shaped or cruciform shape. At its base, there are fastening means on working surfaces, for example, removable pins. Longitudinal vertical protrusions can be made on the end part of the bracket for better fixation. The interface elements of functional modules are made with the possibility of transmitting electric current, which makes it possible to use a wide range of equipment in the modules.
Для решения различных задач с помощью элементов конструктора могут быть использованы следующие функциональными модули с элементами оборудования:To solve various problems using the elements of the constructor, the following functional modules with equipment elements can be used:
функциональный модуль, содержащий элемент для передачи электрического тока и фиксации проводников,functional module containing an element for transmitting electric current and fixing conductors,
функциональный модуль в виде полого цилиндра со сквозным окном для вставки элементов оборудования,functional module in the form of a hollow cylinder with a through window for inserting equipment elements,
функциональный модуль, содержащий кювету,functional module containing a cuvette,
функциональный модуль с площадкой для встроенных или съемных элементов оборудования,functional module with a platform for built-in or removable equipment elements,
функциональный модуль, содержащий элементы для остановки шарика,a functional module containing elements for stopping the ball,
функциональный модуль, содержащий зажим,functional module containing a clamp,
функциональный модуль, содержащий отсек для установки источника питания,functional module containing a compartment for installing a power supply,
функциональный модуль, содержащий консоль с элементом крепления монтажной пластины,functional module containing a console with a mounting plate fastening element,
функциональный модуль с элементом для фиксации средств измерения,functional module with an element for fixing measuring instruments,
функциональный модуль, содержащий ось для установки устройств,a functional module containing an axis for installing devices,
функциональный модуль, содержащий электромагнит с поворотной скобой,functional module containing a swing arm electromagnet,
функциональный модуль, содержащий ключ,functional module containing the key,
функциональный модуль, содержащий раму.functional module containing the frame.
Лабораторный модульный блок конструктора, содержит:Laboratory modular constructor block, contains:
по крайней мере, один центральный и/или боковой функциональный модуль с элементами сопряжения с кронштейнами и между собой, выполненный I-образной или T-образной или крестообразной формы,at least one central and / or lateral functional module with elements of interface with brackets and with each other, made I-shaped or T-shaped or cruciform,
кронштейны с пазами в верхней части для фиксации функциональных модулей и выступами в нижней части для соединения с подставкой,brackets with grooves in the upper part for fixing functional modules and protrusions in the lower part for connecting to the stand,
подставку с пазами для установки и фиксации кронштейнов, выполненную I-образной или T-образной или крестообразной формы.stand with slots for mounting and fixing brackets, made in I-shaped or T-shaped or cruciform.
Блочно-модульная компоновка конструктора обеспечивает взаимозаменяемость за счет стандартизации, унификации и разъемного соединения деталей между собой. Кроме того, достигается удобство использования за счет вариативности и снижения затрат времени на сборку-разборку элементов конструктора. Многофункциональность отдельных частей конструктора обеспечивает его компактность, то есть позволяет иметь меньшее количество, например, подставок для установки на них необходимых модулей, а также возможность использования одних и тех же деталей в различных вариантах.The block-modular layout of the constructor provides interchangeability due to standardization, unification and detachable connection of parts to each other. In addition, ease of use is achieved due to the variability and reduction of time spent on assembling and disassembling the elements of the constructor. The versatility of individual parts of the kit ensures its compactness, that is, it allows you to have fewer, for example, stands for installing the necessary modules on them, as well as the ability to use the same parts in different versions.
Кронштейн конструктора в отличие от прототипа выполнен съемным, что расширяет возможности его использования как самостоятельного элемента или при установке на подставку. На торцевой части кронштейна для лучшей фиксации могут быть выполнены продольные вертикальные выступы. Элементы сопряжения функциональных модулей выполнены с возможностью передачи электрического тока.The bracket of the constructor, in contrast to the prototype, is removable, which expands the possibilities of its use as an independent element or when installed on a stand. Longitudinal vertical protrusions can be made on the end part of the bracket for better fixation. The interface elements of the functional modules are made with the possibility of transmitting electric current.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено предпочтительное исполнение конструктора, в частности:The essence of the invention is illustrated by drawings, which shows the preferred design of the constructor, in particular:
Модульный лабораторный конструктор (см. фиг. 1) предпочтительно состоит из, по крайней мере, одной монтажной панели 1, по крайней мере, двух монтажных профилей 2, центральных и боковых функциональных модулей 3 и 4 соответственно с элементами оборудования, соединительных модулей 5 (кронштейнов 5), установочных модулей 6 (подставок 6) и средств измерения (например, транспортир). A modular laboratory designer (see Fig. 1) preferably consists of at least one mounting
На боковых поверхностях элементов конструктора может быть нанесена маркировка в виде нумерации, обозначения, номинала и др., которая помогает в идентификации таких элементов, а на монтажные профили 2 - измерительная шкала. Примеры такой маркировки можно увидеть на фигурах (в частности, фиг. 2) – нумерация элементов конструктора для лучшей их идентификации, особенно при упоминании в руководстве для пользователей.On the side surfaces of the elements of the constructor, markings can be applied in the form of numbering, designation, denomination, etc., which helps in identifying such elements, and on the mounting profiles 2 - a measuring scale. Examples of such markings can be seen in the figures (in particular, Fig. 2) - the numbering of the elements of the constructor for better identification, especially when mentioned in the user manual.
Монтажные профили 2, по крайней мере, с одной стороны могут быть выполнены такой формы, что при соединении профилей 2 друг с другом образуется продольный паз 7 для движения испытываемых объектов. Для фиксации профилей 2 между собой и обеспечения надежности их соединения используются торцевые соединители (заглушки). Таким образом, монтажные профили 2 могут быть использованы как совместно, образуя при соединении монтажную пластину с продольным пазом 7, так и раздельно как конструктивные (несущие) элементы конструктора. При этом для реализации назначения конструктора достаточно использования одного профиля 2 как, например, несущей поверхности для кронштейнов 5.The mounting
Функциональные модули 3 и 4 с элементами оборудования, кронштейны 5 и подставка 6 в совокупности формируют лабораторный модульный блок (см. фиг. 2), который в большинстве случаев несет основную функциональную нагрузку.
Количество использованных при формировании лабораторного модульного блока функциональных модулей 3 и 4, кронштейнов 5 и подставок 6 зависит от конфигурации элементов и поставленных при моделировании задач. Стандартная комплектация предполагает наличие одного центрального функционального модуля 3, двух функциональных модулей 4, двух кронштейнов 5 и подставки 6. В некоторых случаях может быть достаточно использования только одного из функциональных модулей, например, центрального модуля 3 или бокового модуля 4, если они несут в себе достаточный функционал для решения поставленной задачи.The number of
Подставки 6 могут быть выполнены (см. фиг. 3) I-образной или T-образной или крестообразной формы со средствами их фиксации на рабочих поверхностях - монтажной панели 1 или профилях 2, например, в виде штифтов 8, расположенных в основании подставки 6. Штифты 8 могут быть выполнены съемными, что позволяет при необходимости заменить их другими средствами фиксации или удалить, например, для помещения подставки 6 на поверхность иную, чем монтажная панель 1 или профили 2. На боковых поверхностях подставок 6 (см. фиг. 2) выполнены поперечные (направляющие) пазы 9 и фиксирующие пазы 10 для установки кронштейна 5 и его фиксации на подставке 6. The
Кронштейн 5 (см. фиг. 2) представляет собой профиль, состоящий из двух боковых и одной торцевой поверхности. В нижней части боковых поверхностей кронштейна 5 могут быть расположены фиксирующие выступы 11 для лучшего соединения с подставкой 6 или с рабочей поверхностью, например, профилем 2. В верхней части - пазы 12 и 13 для установки и фиксации функциональных модулей 4 и 3.Bracket 5 (see Fig. 2) is a profile consisting of two lateral and one end surface. In the lower part of the side surfaces of the
Пазы 12 выполнены открытыми в направлении, противоположном торцевой части кронштейна 5, что минимизирует риск повреждения кронштейна 5 при установке в пазы 12 функционального модуля 4. Риск возникновения такого повреждения был выявлен в процессе эксплуатации кронштейна 5, паз 12 которого выполнен открытым вверх. При многократной сборке-разборке элементов края открытого вверх паза 12 быстро изнашивались или могли быть повреждены. The
В торцевой части кронштейна 5 размещен паз 13 для взаимодействия и фиксации функциональных модулей 3 и 4, который выполнен открытым вверх.In the end part of the
Выполнение кронштейна 5 в виде отдельного от подставки 6 элемента позволяет устанавливать его самостоятельно на различные рабочие поверхности, например, на монтажную панель 1 или монтажные профили 2. Кроме того, такое исполнение кронштейна 5 позволяет упростить и удешевить процесс изготовления подставки 6 и кронштейна 5, а также снизить расходы при замене поврежденных или утраченных частей конструктора. Кронштейн 5 может быть развернут на 1800 для размещения на подставке 6 функционального модуля 3 нестандартной конфигурации. The implementation of the
На торцевой части кронштейна 5 могут быть выполнены продольные вертикальные (направляющие) выступы 14 (см. фиг. 3), которые, взаимодействуя с гранями устанавливаемого между кронштейнами 5 центрального функционального модуля 3, обеспечивают надежную фиксацию функционального модуля 3. On the end part of the
По крайней мере, на одной поверхности монтажной панели 1 и монтажных профилей 2 выполнены соединительные гнезда 15 и 16 соответственно для установки подставки 6 за счет взаимодействия с ее штифтами 8 или кронштейна 5 через выступы 11 или непосредственно (в зависимости от формы соединительного гнезда 15), а также направляющие пазы (прорези) 17 для установки кронштейнов 6. Профиль 2 может иметь совокупность таких средств установки. Например, прорези 17, внутри которых расположены гнезда 15 для лучшей фиксации кронштейна 5. Это существенно расширяет функциональные возможности конструктора, так как можно быстро и легко установить различные функциональные модули 3 и 4 или кронштейн 5 практически в любом месте монтажной панели 1 или профиля 2.On at least one surface of the mounting
Функциональные модули 3 и 4 выполнены в виде многогранных призм простой и сложной формы, их совокупности и содержат (снаружи и внутри) элементы устройств и сами устройства, причем некоторые из них с возможностью многократной установки и съема.
По крайней мере, две торцевые поверхности (грани) бокового функционального модуля 3 и центрального функционального модуля 4 содержат элементы 18 сопряжения и фиксации с кронштейнами 5.At least two end surfaces (edges) of the side
В зависимости от способа установки и конфигурации выделены центральные функциональные модули 3 и боковые функциональные модули 4. На внешней боковой части модуля 4 могут быть выполнены выступы 19, повторяющие форму боковой части подставки 6, которые улучшают посадку модуля 4 на кронштейн 5, его фиксацию, а также делают форму лабораторного блока более обтекаемой, эргономичной и удобной в использовании.Depending on the installation method and configuration, central
По крайней мере, на одной торцевой поверхности модуля 4 может быть расположен элемент 20 сопряжения с модулями 3 (см. фиг. 2, 10), в частности через паз 13 кронштейна 5, причем такой элемент 20 выполнен в виде углубления (технологического паза) для взаимодействия с элементами 18 сопряжения и фиксации. Элемент 20 может быть использован при размещении функциональных элементов (элементов устройств) на модуле 4, в частности для передачи электрического тока. Например, на фиг. 2 в элемент 20 установлена пластина устройства для передачи электрического тока к центральным модулям 3.On at least one end surface of the
Корпусы функциональных модулей 3 и 4 могут иметь различную форму в зависимости от особенностей размещаемых на них элементов оборудования, в том числе в зависимости от количества элементов сопряжения и фиксации 18 и 20 и/или электрических контактов. The housings of
Центральные функциональные модули 3 могут иметь I-образную форму (двухконтактные), T-образную форму (трех-, пяти- или семиконтактные) или крестообразную форму (четырех- или шестиконтактные) и могут быть установлены на одну подставку 6 или их совокупность (см. фиг. 3). Пример пятиконтактного модуля 3 можно увидеть на фиг. 3. Такое разнообразие форм позволяет расширить спектр применяемых элементов оборудования, а также задач, решаемых с помощью конструктора, например, путем их комбинации.Central
Функциональные модули 3 и 4 могут содержать электро/радиокомпоненты, механические, оптические элементы, детали устройств, механизмов или сами устройства и механизмы, элементы.
Например, функциональный модуль типа «обойма» (см. фиг. 4) выполнен в виде полого цилиндра 21 со сквозным окном для вставки элементов оборудования, например, U, I магнитов и выступами для его установки. Позволяет закрепить элементы оборудования и изменять их пространственную ориентацию необходимым образом.For example, a functional module of the "cage" type (see Fig. 4) is made in the form of a
Например, функциональный модуль типа «кювета» 22 (см. фиг.5), который может быть использован при опытах в области молекулярной физике, электролиза и т.д.For example, a functional module of the "cuvette" type 22 (see Fig. 5), which can be used in experiments in the field of molecular physics, electrolysis, etc.
Например, функциональный модуль (см. фиг. 6) содержит площадку 23 для измерительных приборов, электронных сборок и т.п., выполненную предпочтительно под наклоном. Площадка может иметь встроенные элементы оборудования или установленные с возможностью их съема и замены (в виде сменных накладок), при этом сменная накладка имеет контакт (фиксатор), закрепляющий накладку на площадке. В качестве элементов оборудования, размещенных на площадке, могут быть применены амперметр, вольтметр, переменный резистор, секундомер или таймер, солнечная батарея, макетная плата, калькулятор, счетчик оборотов или колебаний, 7-сегментный индикатор, мультиметр и пр.For example, the functional module (see Fig. 6) contains a
Например, функциональный модуль типа «ловушка» (см. фиг. 7) содержит элементы 24 для остановки шарика, состоящий, предпочтительно, из пластины-основания и расположенной под острым углом к основанию пластины-ловушки с окном для фиксации.For example, a functional module of the "trap" type (see Fig. 7) contains
Например, функциональный модуль типа «зажим» (см. фиг. 8) может содержать цанговый патрон 25 в частности для установки стержня, что позволяет в конструкции на фиг. 1 зафиксировать функциональный модуль 3 на необходимой для проведения работы высоте над монтажной панелью 1. For example, a functional module of the "clamp" type (see Fig. 8) may contain a
Например, функциональный модуль 3 (см. фиг 9) содержит отсек 26 для установки источника питания, например, в виде батарей, при этом источник(и) питания могут быть закреплены при помощи фиксирующих выступов. For example, the functional module 3 (see Fig. 9) contains a
Например, функциональный модуль типа «консоль» (см. фиг. 10) содержит элемент 27 для крепления монтажной пластины, взаимодействующий с соединительными гнездами 16 на ее боковых частях. Кроме того, консоль может быть использована для крепления дополнительного элемента «катушка-моток» (см. фиг. 14) в виде рамы 33, который применяется в опытах по исследованию электромагнетизма посредствам его взаимодействия со стрелкой компаса, магнита, магнитопроводящих материалов, электроизмерительными приборами и т. д. For example, a functional module of the "console" type (see Fig. 10) contains an
Например, функциональный модуль типа «указатель» (см. фиг. 11) содержит элемент 28 для фиксации средств измерения (в данном случае - транспортир) и определения по их шкале значений заданных величин для последующей установки модулей с учетом таких величин или определения величин как результатов выполнения работ (проведения эксперимента). В указатель может быть установлен транспортир для измерения угла наклона монтажной пластины относительно монтажной панели 1 или другой поверхности. For example, a functional module of the "pointer" type (see Fig. 11) contains an
Например, функциональный модуль типа «контакт» (см. фиг. 2, 3, 9, 12) содержит элементы 29 для передачи электрического тока между модулями и внешним устройствам, а также для фиксации проводников. Причем, по крайней мере, на одной боковой (торцевой) поверхности модуля выполнен элемент для передачи электрического тока между модулями в виде, например, пластины, которая устанавливается с помощью элемента 20 (паза). Контактное устройство функционального блока может быть выполнено в виде зажима (в том числе типа «крокодил»), гнезда, пружины, штифта, магнита, гайки, одежной кнопки и т.д. For example, a functional module of the "contact" type (see Fig. 2, 3, 9, 12) contains
Например, функциональный модуль типа «ось» (см. фиг. 13) содержит элемент 30 в верхней части модуля для установки, например, транспортира (или магнитной стрелки компаса), а также других средств измерения или устройств, имеющих сходный способ крепления.For example, a functional module of the "axis" type (see Fig. 13) contains an
Функциональные модули типа «ось», «консоль», «указатель», «контакт» могут быть установлены как непосредственно на подставку 6 (как самостоятельные модули), так и на другой функциональный модуль, например, боковой модуль 4.Functional modules such as "axis", "console", "pointer", "contact" can be installed both directly on the base 6 (as independent modules), and on another functional module, for example,
Например, функциональный модуль (см. фиг. 1), который может быть использован для установки шарика. Он содержит электромагнит с поворотной скобой 31 и предназначен, например, для точной установки шарика на линию старта при исследованиях ускорения, скорости и пр.For example, a functional module (see Fig. 1) that can be used to install a ball. It contains an electromagnet with a pivoting
Например, функциональный модуль типа «ключ» (переключатель, выключатель) с элементом 32, который осуществляет замыкание и размыкание электрической цепи. Ключ может быть выполнен механическим (см. фиг. 1 - кнопка), электромагнитным, электронным и т.For example, a functional module of the "key" type (switch, switch) with an
Сборка элементов конструктора осуществляется следующим образом.The assembly of the constructor elements is carried out as follows.
Формируют лабораторный модульный блок (см. фиг. 2), при этом в поперечные пазы 9 на боковых поверхностях подставки 6 устанавливают кронштейны 5, фиксируя их с помощью пазов 10 подставки 6 и фиксирующих выступов 11 кронштейна 5. A laboratory modular unit is formed (see Fig. 2), while
При установке функционального модуля 3 в нишу, образованную кронштейнами 5, вертикальные выступы 14 (см. фиг. 2, 3) кронштейна 5 взаимодействуют с гранями модуля 3, обеспечивая прямолинейное движение модуля 3 и предотвращая смещение модуля 3 относительно подставки 6.When installing the
Функциональный модуль 3 встраивают в нишу, образованную кронштейнами 5, и фиксируют с помощью элементов 18, 20 и паза 13 кронштейна 5. Функциональный модуль 3 может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, в зависимости от необходимой ориентации элемента оборудования. Боковые функциональные модули 4 устанавливают в пазы 12 кронштейна 5.The
В случае если для формирования лабораторного блока будет использован функциональный модуль 3 нестандартного размера (большей длины), кронштейн 5 разворачивают на 180° относительно основного положения, что позволяет расширить нишу для функционального модуля 3.If a
Для того чтобы сформировать лабораторный модульный блок с использованием функционального модуля 3 Т-образной или крестообразной формы используют более одной подставки 6 соответствующих форм. Например, для установки пятиконтактного функционального модуля 3 (см. фиг. 3) применяются две подставки 6 – подставка I-образной формы и подставка Т-образной формы, на которые установлены два и три кронштейна 5 соответственно.In order to form a laboratory modular unit using a T-shaped or cross-shaped
Для сборки монтажной пластины соединяют профили 2 между собой с помощью торцевых соединений (заглушек), при этом образуется продольный паз 7 для движения испытываемых объектов. Так с помощью торцевых соединителей различного рода можно получить в зависимости от задач пластину (два профиля), раму (четыре профиля), пространственную конструкцию (более сложное соединение профилей между собой) и т.д.
To assemble the mounting plate, the
Лабораторный модульный блок устанавливают посредством штифтов 8 подставки 6 в соединительные гнезда 15 монтажной панели 1 или гнезда 16 профиля 2 в любом необходимом месте.The laboratory modular unit is installed by means of
Функциональные модули 3 и 4 лабораторного модульного блока используются в количестве, необходимом и достаточном для решения поставленной задачи. При этом не обязательно использование стандартного набора из двух боковых модулей 4 и центрального модуля 3 (для подставки 6 I-образной формы). Могут быть использованы, например, только боковые модули 4 (см. фиг. 14).
Работа группы изобретений может быть продемонстрирована на примере установки, которая позволит измерить величины ускорения свободного падения тела, в частности, шарика.The work of the group of inventions can be demonstrated by the example of an installation that will measure the value of the gravitational acceleration of a body, in particular, a ball.
Для создания установки используются монтажная панель, сформированная из монтажных профилей 2 монтажная пластина, стержень, шарик и ряд лабораторных модульных блоков со средствами измерения.To create the installation, a mounting panel is used, formed from mounting
Первый лабораторный модульный блок (узел крепления монтажной пластины) формируют из I-образной подставки 6, двух кронштейнов 5, установленных торцевой частью внутрь подставки 6, функционального блока типа «зажим» с цанговым патроном 25, размещенным так, что цанговый патрон 25 расположен поперек подставки 6 и смотрит вбок, двух функциональных модулей 4 типа «консоль» с элементом 27 для фиксации монтажной пластины. Стержень устанавливают в соединительное гнездо 15 монтажной панели 1 и узел крепления монтажной пластины закрепляют на необходимой высоте, продевая стержень в цанговый патрон 25. Узел служит для крепления монтажной пластины и изменения ее высоты (угла наклона) – он перемещается относительно стержня (стойки) и фиксируется в необходимом положении.The first laboratory modular unit (mounting plate attachment unit) is formed from an I-shaped
Затем формируют второй лабораторный модульный блок (узел пуска шарика) из I-образной подставки 6, двух кронштейнов 5, установленных торцевой частью внутрь подставки 6, функционального модуля 3 с электромагнитом и поворотной скобой 31, а также функциональных модулей 4 типа «контакт» с элементами 29 для передачи электрического тока.Then, a second laboratory modular unit (ball launching unit) is formed from an I-shaped
Формируют третий лабораторный модульный блок (узел остановки шарика) из I-образной подставки 6, двух кронштейнов 5, установленных торцевой частью внутрь подставки 6, функционального модуля 3 типа «ловушка» с элементами 24 для остановки шарика, функциональных модулей 4 типа «указатель» с элементом 28 фиксации транспортира, а также модуль 4 типа «ось» с элементом 30 для установки транспортира. Транспортир фиксируют с помощью элемента 28 в боковом модуле 4 типа «указатель», затем поворачивают в необходимое положение относительно его угломерной шкалы. Лабораторный блок устанавливают на боковой поверхности монтажной пластины, так что элементы 24 ловушки располагаются в начале продольного паза 7 пластины. A third laboratory modular unit (ball stopping unit) is formed from an I-shaped
С помощью фиксирующих элементов консолей 27 первого блока монтажную пластину устанавливают под наклоном, причем угол наклона может быть изменен движением стержня в цангового патрона 25. With the help of the fixing elements of the
Кроме того, для работы установки формируют и устанавливают еще два блока с наклонной площадкой 23 для размещения секундомера и калькулятора, а также блок для размещения источников питания цепи в отсеке 26. In addition, for the operation of the installation, two more blocks with an
Для замыкания и размыкания цепи используется лабораторный модульный блок с функциональным модулем типа «ключ» с механическим элементом 32 в виде кнопки. To close and open the circuit, a laboratory modular unit with a "key" -type functional module with a
При изменении угла поворота скобы 31 происходит перемещение шарика вдоль паза 7 и его точная установка на линию старта. Пуском секундомера начинается движение шарика и отсчет времени. Шарик, достигая ловушки, фиксируется элементом 24 и при этом останавливает отсчет времени секундомером при помощи датчика (механический, оптопара, геркон и т.п.)When the angle of rotation of the
Таким образом, модульные блоки можно установить в любом месте конструкции, сориентировав нужным образом. Все элементы устанавливают в унифицированных, стандартизированных корпусах, что обеспечивает наглядность и высокую «вандалоустойчивость», а также взаимозаменяемость деталей, и позволяет «наполнить» корпуса любым функционалом.Thus, modular blocks can be installed anywhere in the structure, orienting as needed. All elements are installed in unified, standardized cases, which provides clarity and high "vandal resistance", as well as the interchangeability of parts, and allows you to "fill" the case with any functionality.
Заявляемый модульный конструктор обладает высоким потенциалом развития и имеет значительную методическую ценность, так как обеспечивает вариативность и наглядность выполнения опытов, лабораторных и практических работ. Применяются простые приемы работы с оборудованием, которые могут быть максимально понятны, в том числе за счет использования одинакового оборудования у учителя и ученика. Как следствие - одновременно с изучением физических законов у учеников формируются конструкторско-технологические умения и навыки по сборке и переналадке.The claimed modular constructor has a high development potential and has significant methodological value, as it provides variability and clarity in the performance of experiments, laboratory and practical work. Simple techniques for working with equipment are used, which can be as clear as possible, including through the use of the same equipment for the teacher and the student. As a result, along with the study of physical laws, students develop design and technological skills and assembly and changeover skills.
Модульная компоновка устройства позволяет легко восполнять утерянные или неисправные модули, дополнять, разрабатывать новые модули и комплектовать кабинет необходимым количеством и функциональным наполнением. Таким образом, достигается снижение эксплуатационных расходов, а также экономия места (компактность) при хранении конструктора как методического материала.The modular design of the device makes it easy to replace lost or faulty modules, supplement, develop new modules and complete the cabinet with the required number and functional content. Thus, a decrease in operating costs is achieved, as well as space savings (compactness) when storing the designer as a methodological material.
Claims (27)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017108390A RU2658268C1 (en) | 2017-03-13 | 2017-03-13 | Modular construction set and laboratory modular unit for the physical phenomena studying |
| RU2017108390 | 2017-03-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2018169456A2 true WO2018169456A2 (en) | 2018-09-20 |
| WO2018169456A3 WO2018169456A3 (en) | 2018-11-22 |
Family
ID=62620262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2018/050029 Ceased WO2018169456A2 (en) | 2017-03-13 | 2018-03-12 | Modular designer and laboratory modular unit for studying physical phenomena |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2658268C1 (en) |
| WO (1) | WO2018169456A2 (en) |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4650425A (en) * | 1984-11-22 | 1987-03-17 | Economatics (Education) Limited | Technology teaching apparatus |
| JP2004517362A (en) * | 2001-01-02 | 2004-06-10 | アデスト テクノベーション ピーティーイー. リミテッド | Educational breadboard |
| RU2293374C2 (en) * | 2004-12-10 | 2007-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "СНАРК" | Visual training appliance l-micro for studying electric occurrences |
| RU2287861C2 (en) * | 2004-12-14 | 2006-11-20 | Сергей Владимирович Рогозинников | Training visual aid for studying physical events |
| US9597607B2 (en) * | 2011-08-26 | 2017-03-21 | Littlebits Electronics Inc. | Modular electronic building systems with magnetic interconnections and methods of using the same |
| CN203118309U (en) * | 2013-01-29 | 2013-08-07 | 杭州速泽电子科技有限公司 | Magnetic adsorption type electronic function module |
| CN103111078B (en) * | 2013-03-12 | 2015-07-08 | 东莞市中科教育电子有限公司 | Electromagnetic pendulum electronic building block with self-locking switch module circuit |
| CN103611325B (en) * | 2013-12-04 | 2015-09-16 | 魏正鹏 | A kind of multi-surface contact electronic toy brick of improvement |
| CN104008687B (en) * | 2014-05-20 | 2017-12-12 | 万金芬 | A kind of electronic building blocks and its circuit based on infrared electro technology |
| CN104771915B (en) * | 2015-04-08 | 2017-05-10 | 杭州速泽电子科技有限公司 | Magnetic interconnected intelligent circuit modularization system |
-
2017
- 2017-03-13 RU RU2017108390A patent/RU2658268C1/en active IP Right Revival
-
2018
- 2018-03-12 WO PCT/RU2018/050029 patent/WO2018169456A2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018169456A3 (en) | 2018-11-22 |
| RU2658268C1 (en) | 2018-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201788193U (en) | Cam and inclined plane combined mechanism and module power test fixture | |
| CN103207361A (en) | LED test device | |
| CN203823470U (en) | Lamp and backboard device therefore | |
| WO2018169456A2 (en) | Modular designer and laboratory modular unit for studying physical phenomena | |
| CN106199491A (en) | A kind of ammeter electrifying device | |
| CN207408550U (en) | A kind of battery management module controls board test device | |
| CN202352176U (en) | Potable scientific experiment case | |
| CN203894305U (en) | Novel universal meter equipped with illumination function and adjustable stabilized power supply | |
| CN203823690U (en) | Electric connection device and lamp applying electric connection device | |
| JP2006058129A (en) | Connector for watt-hour meter | |
| CN210606247U (en) | A closed circuit Ohm's law experimental demonstrator | |
| RU2287861C2 (en) | Training visual aid for studying physical events | |
| CN109637243A (en) | A kind of electrical teaching platform and its application method | |
| CN210244154U (en) | ATC system detection tool | |
| CN208459553U (en) | A kind of power-on test device for integrated circuit | |
| CN212570127U (en) | Rotor mounting structure and simulation experiment equipment | |
| CN209150376U (en) | Readily replaceable switch socket, electrical connection module and panel assembly | |
| CN208351748U (en) | Internet of Things experimental rig and system | |
| CN216926887U (en) | Battery version sensor test power | |
| CN219935093U (en) | Portable ultrasonic electronic weighing scale | |
| CN223139833U (en) | Constant magnetic field testing device for electric energy meter | |
| CN207301293U (en) | Multiple power supplies mechanism for testing | |
| CN209927163U (en) | Instrument panel pointer motor testing device | |
| CN116359717B (en) | Continuous testing device for OLED panel driving IC | |
| RU2811381C1 (en) | Configurable training stand |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 18766795 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
|
| DPE1 | Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101) | ||
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 18766795 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |