1.发明涉及教学技术领域，尤其涉及一种物理教学用浮力试验机器人。
背景技术：
2.浮力是物理教学中非常重要的一个知识点，但是在现有的教学过程中，老师只是单纯的将该部分的知识点提高语言的方式告诉学生 (浮力大小与物体的密度无关，与物体浸入体积有关)，然后学生通过单纯的死记硬背对该知识点进行记忆，但此种记忆方式对原本就对该知识点并未完全理解的学生而言并不牢固，为此，我们提出物理教学用浮力试验机器人，使得老师在进行该部分知识点教学时可快速通过试验的方式使得学生直观的对该部分知识点进行理解记忆。
技术实现要素：
3.发明的目的是为了解决背景技术中所提出的问题，而提出的一种物理教学用浮力试验机器人。
4.为了实现上述目的，发明采用了如下技术方案：
5.一种物理教学用浮力试验机器人，包括圆形底座，所述圆形底座上通过升降结构安装有浮力演示箱，且浮力演示箱的中下端部分采用透明材料制成，所述浮力演示箱上固定安装有罩体，所述罩体上固定安装有球体；
6.所述浮力演示箱内固定安装有多个弧形罩体，且弧形罩体与浮力演示箱之间形成相应的演示区间，每个所述弧形罩体上均安装有一个观测结构；
7.所述浮力演示箱内转动安装有丝杆，且丝杆通过滚珠螺母安装有升降盘，所述升降盘的下表面固定安装有多个弹性伸缩杆体，每个所述弹性伸缩杆体的下端均固定安装有一个演示块，且演示块密度不同，所述演示块的体积相同；
8.所述球体上安装有用于驱动丝杆进行转动的驱动结构；
9.所述浮力演示箱上安装有用于对浮力演示箱的中下端部分进行遮挡的遮挡机构。
10.在上述的一种物理教学用浮力试验机器人中，所述升降结构包括安装槽、升降气缸以及伸缩杆，所述圆形底座的上表面开设有安装槽，所述安装槽内固定安装有升降气缸，所述升降气缸上安装有伸缩杆，且伸缩杆的上端与浮力演示箱的下表面固定连接。
11.在上述的一种物理教学用浮力试验机器人中，所述观测结构由透明连接管体、溢水管、单向回水管以及阀门组成，所述浮力演示箱内固定安装有多个与弧形罩体相配合的透明连接管体，每个所述透明连接管体与相应的弧形罩体之间均固定连通有一个溢水管以及一个单向回水管，且溢水管、单向回水管上均安装有一个阀门。
12.在上述的一种物理教学用浮力试验机器人中，所述浮力演示箱内固定安装有多个限位块，且限位块上开设有与弹性伸缩杆体相配合的滑动孔。
13.在上述的一种物理教学用浮力试验机器人中，所述驱动结构由支撑板体、伺服电机组成，所述球体内固定安装有支撑板体，所述支撑板体的上表面固定安装有伺服电机，且
丝杆的上端与伺服电机的驱动端固定连接。
14.在上述的一种物理教学用浮力试验机器人中，所述遮挡机构由转动组件、转动环体、升降组件、挡罩槽体一、槽体二、磁块一以及磁块二组成，所述浮力演示箱的上端部分通过转动组件安装有转动环体、所述浮力演示箱上通过升降组件安装有挡罩，所述挡罩的上表面开设有多个槽体一，且每个槽体一上均固定安装有一个磁块一，且相邻两磁块一上表面的磁性相反，所述转动环体的下表面开设有多个槽体二，且每个槽体二内均固定安装有一个磁块二，且相邻两磁块二下表面的磁性相反。
15.在上述的一种物理教学用浮力试验机器人中，所述转动组件由环形槽、阶梯块组成，所述浮力演示箱的上端部分开设有环形槽，所述转动环体上固定安装有多个与环形槽相配合的阶梯块。
16.在上述的一种物理教学用浮力试验机器人中，所述升降组件由条形滑槽、滑动块组成，所述浮力演示箱的外壁上开设有多个条形滑槽，所述挡罩的内壁上固定安装有多个与条形滑槽相配合的滑动块。
17.在上述的一种物理教学用浮力试验机器人中，所述挡罩的内壁上固定安装有橡胶圈。
18.与现有的技术相比，发明优点在于：
19.1：便于快速通过对比试验，直观的获知浮力的大小与物体浸没在水下的体积有关，与物体自身的密度无关，通过试验的方式可使得学生对该知识点记忆更加深刻。
20.2：挡罩在进行试验时快速移动至浮力演示箱透明区域的上方位置，从而便于试验过程中直观的观察，当试验结束后可快速移回浮力演示箱下方位置对透明区域进行遮挡保护，降低外界因素对透明区域造成的影响。
21.3：通过升降气缸、伸缩杆的配合可使得浮力演示箱所处位置根据所需进行适当的调整，从而提高整体的实用性。
附图说明
22.图1为发明提出的一种物理教学用浮力试验机器人的结构示意图；
23.图2为图1中去除转动环体、挡罩并转动一定角度后的结构示意图；
24.图3为图2中去除浮力演示箱、球体后的结构示意图；
25.图4为发明提出的一种物理教学用浮力试验机器人中浮力演示箱内的部分结构示意图；
26.图5为发明提出的一种物理教学用浮力试验机器人中转动环体部分的结构示意图；
27.图6为发明提出的一种物理教学用浮力试验机器人中挡罩部分的结构示意图。
28.图中：1圆形底座、2升降气缸、3伸缩杆、4浮力演示箱、5罩体、6球体、7弧形罩体、8演示区间、9透明连接管体、10溢水管、 11单向回水管、12阀门、13滚珠螺母、14升降盘、15弹性伸缩杆体、16演示块、17限位块、18支撑板体、19伺服电机、20丝杆、21环形槽、22阶梯块、23转动环体、24条形滑槽、25滑动块、26 挡罩、27橡胶圈。
具体实施方式
29.参照图1、图2，一种物理教学用浮力试验机器人，包括圆形底座1，圆形底座1上通过升降结构安装有浮力演示箱4，浮力演示箱 4上固定安装有罩体5，罩体5上固定安装有球体6；
30.上述值得注意的有以下两点：
31.1、升降结构包括安装槽、升降气缸2以及伸缩杆3，圆形底座1 的上表面开设有安装槽，安装槽内固定安装有升降气缸2，升降气缸 2上安装有伸缩杆3，且伸缩杆3的上端与浮力演示箱4的下表面固定连接。
32.2、浮力演示箱4的中下端部分采用透明材料制成，从而便于在操作时可直观的对该操作部分进行观看。
33.参照图3、图4，浮力演示箱4内固定安装有多个弧形罩体7，每个弧形罩体7上均安装有一个观测结构；
34.上述值得注意的有以下几点：
35.1、弧形罩体7与浮力演示箱4之间形成相应的演示区间8；具体使用时，演示区间8的个数大于等于3，从而便于更好的进行对比试验，可在使用时往多个演示区间8内注入相同的水又或者将其中一个演示区间8内注入其他液体，但此时要注意形成有效的对比试验，控制单一变量，当两演示区间8内的液体成分不同时，则使得其上放设置的演示块16形状相同。
36.2、观测结构由透明连接管体9、溢水管10、单向回水管11以及阀门12组成，浮力演示箱4内固定安装有多个与弧形罩体7相配合的透明连接管体9，每个透明连接管体9与相应的弧形罩体7之间均固定连通有一个溢水管10以及一个单向回水管11，且溢水管10、单向回水管11上均安装有一个阀门12。
37.3、溢水管10下端所处高度与演示区间8内的液体上表面所处高度相同，从而使得演示块16在下移至演示区间8内的液体内时，排出的液体会直接通过溢水管10进入到透明连接管体9内。
38.4、透明连接管体9的外壁上具有刻度，从而便于更加清楚的获知溢出的液体体积。
39.5、浮力演示箱4内固定安装有多个限位块17，且限位块17上开设有与弹性伸缩杆体15相配合的滑动孔；限位块17的对弹性伸缩杆体15的移动起到限位作用，使其只能在竖直方向上进行上下移动。
40.参照图3、图4，浮力演示箱4内转动安装有丝杆20，且丝杆20 通过滚珠螺母13安装有升降盘14，升降盘14的下表面固定安装有多个弹性伸缩杆体15，每个弹性伸缩杆体15的下端均固定安装有一个演示块16；
41.上述值得主要的有以下几点：
42.1、演示块16密度不同，演示块16的体积相同，从而便于试验，体积相同但密度不同的演示块16受到水的浮力。
43.2、弹性伸缩杆体15具有一定的伸缩性，从而便于当演示块16 与相应的液体接触时，继续下移会使得多个演示块16在浮力作用下排出的液体体积不同。
44.3、弹性伸缩杆体15可由两端可发生相对滑动的杆体组成，上方杆体的下端开设有安装槽体，下方杆体的上端滑动安装在该安装槽体内，且下方杆体的上端还有安装槽体顶
壁之间固定安装有弹簧。
45.4、弹性伸缩杆体15内的弹簧还可以采用两个磁性相同的磁铁组成，该部分为现有常见部分，在此不作具体阐述。
46.5、为便于更好的了解弹性伸缩杆体15的伸缩长度，可在下方的杆体上设置刻度线，从而便于直观的观察。
47.参照图3，球体6上安装有用于驱动丝杆20进行转动的驱动结构；
48.上述值得注意的有以下两点：
49.1、驱动结构由支撑板体18、伺服电机19组成，球体6内固定安装有支撑板体18，支撑板体18的上表面固定安装有伺服电机19，且丝杆20的上端与伺服电机19的驱动端固定连接。
50.2、驱动结构还可为转动旋钮，此时丝杆20的上端穿过球体6并固定安装有一个旋钮(丝杆20余球体6之间通过轴承转动连接)，使用时，直接用手对旋钮施加一个转动力即可带动丝杆20进行转动。
51.参照图1、图2、图5以及图6，浮力演示箱4上安装有用于对浮力演示箱4的中下端部分进行遮挡的遮挡机构；
52.上述值得注意的有以下几点：
53.1、遮挡机构由转动组件、转动环体23、升降组件、挡罩26槽体一、槽体二、磁块一以及磁块二组成，浮力演示箱4的上端部分通过转动组件安装有转动环体23、浮力演示箱4上通过升降组件安装有挡罩26，挡罩26的上表面开设有多个槽体一，且每个槽体一上均固定安装有一个磁块一，且相邻两磁块一上表面的磁性相反，转动环体23的下表面开设有多个槽体二，且每个槽体二内均固定安装有一个磁块二，且相邻两磁块二下表面的磁性相反。
54.2、利用磁块一与磁块二之间的磁性配合，使得转动环体23在发转动时可带动挡罩26在竖直方向上进行移动，从而便于根据所需进行具体使用。
55.3、转动组件由环形槽21、阶梯块22组成，浮力演示箱4的上端部分开设有环形槽21，转动环体23上固定安装有多个与环形槽21 相配合的阶梯块22。
56.4、通过环形槽21、阶梯块22的配合，使得转动环体23只能在图中所示位置进行转动，不会在竖直方向上进行移动或偏转。
57.5、升降组件由条形滑槽24、滑动块25组成，浮力演示箱4的外壁上开设有多个条形滑槽24，挡罩26的内壁上固定安装有多个与条形滑槽24相配合的滑动块25。
58.6、通过滑动块25与条形滑槽24的配合使用，使得挡罩26只能在竖直方向上进行上下移动，且在移动过程中不会发生相对偏转。
59.7、挡罩26的内壁上固定安装有橡胶圈27；橡胶圈27的设置避免挡罩26直接与浮力演示箱4下方的透明部分发生接触，同时利用橡胶圈27所具有的弹性可在其上下移动的过程中对浮力演示箱4下方的透明部分产生一个擦拭清洁的效果。
60.说明书
61.进一步说明，上述固定连接，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义理解，例如，可以是焊接，也可以是胶合，或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。
62.发明中，在演示区间8中根据所需注入液体，然后转动转动环体 23，转动环体23转动使得其上安装的磁块二转动至下一磁块二所处位置，此时磁块二与下方挡罩26上安装的
对于磁块一之间为相互吸引状态，在该状态下会使得挡罩26上移，从而使得浮力演示箱4下方透明部分的区域处于未受遮挡状态；
63.然后开启伺服电机19，伺服电机19工作通过丝杆20与滚珠螺母的配合使用带动升降盘14下移，升降盘14下移通过弹性伸缩杆体 15带动演示块16下移，演示块16在于其下方的液体发生接触时，继续的下移操作先会使得弹性伸缩杆体15缩短(演示块16在浮力作用下挤压弹簧，从而使得弹性伸缩杆体15缩短，当弹簧弹性大于浮力时，继续的挤压才会使得演示块16下移)；
64.通过浮力演示箱4下方的透明部分可直接观察到，密度相同但体积不同的演示块16在与相同成分的液体发生接触时，受到的浮力大小不同，密度不同但体积相同的演示块16(同一时间位于水内的体积)所受到的水的浮力相同(弹性伸缩杆体15的伸缩长度以及通过溢水管10溢至透明连接管体9内的水的体积均相同)。