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示教用磁动力机车设计与制作


项目成员

谢春君

上海市宜川中学

高级教师

基本信息
代表队 上海 项目编号 PH18071 学科分类 物理教学类 竞赛组别 小学组
关键词 磁动力机车 直线电机 设计制作 方法技能 创造创新
项目简介

摘要:本项目介绍示教用磁动力机车的原理设计及其制作过程。基本结构为:初级是运行的机车,包括硅钢片叠成的铁芯线圈绕组电刷及车体和车轮换向开关等装置;次级是为机车运行提供的长直轨道,包括木质长直轨道铝包裹铁芯铜柱供电导轨变压器和控制电路及撞击减震装置等几个部分。磁悬浮列车动力推进系统、数控机床伺服系统以及各类人智能控制系统中都用到此原理制造的装置。通过磁动力机车设计与制作使学生学会设计制作各种工件的方法技能,培养学生动手创造创新的综合能力。 背景思路:通电导体在磁场中受到磁场力的作用就是磁动力机车运行的基本原理。设计的基本思路是(1)学习原理,明确结构(2)绘制图纸,精细加工。包括机车的整体分布图轨道的俯视图和侧视图控制电路的线路图。制作过程之,根据选取的材料及加工情况又不断调整设计调整制作工序,并且不断测试。(3)实践应用,改进完善。初步完成制作后,演示老师同学们看,发现问题,及时改进。 方法原理:(1)电磁学的基本原理(2)电子线路的基本知识(3)木板加工及各类工具的使用;有机玻璃加工及各类工具的使用(4)利用微型车床加工车轮、轴承的方法与技巧。(5)锡焊技术(6)机械制图的基本方法。(7)学会整体设计的基本原理。 创新点:(1)本装置可以演示磁动力机车的原理结构及其运行情况,很直观的看到线圈结构及连接控制电路定时电路的组装及原理。(2)本装置的设计制作使学生学会机械加工的方法,电路组装的方法技巧,整机调试的工作过程。(3)本装置的设计与制作为学生开展课题研究搭建平台。学生在此基础上研究影响磁动力大小的因素定时控制电路的再设计,智能化整机设计与制作等等课题的研究。 完善情况:长直轨道完成后在基础课和拓展课上应用效果很好。但由于采用动力电供电和长度问题,只能在专门实验室演示。经过完善设计,克服不足,精工细作,先后完成了水平轨道竖直轨道及短直轨道的磁动力机车演示装置。

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