新型三维可调式定量验证锥体上滚条件实验仪制造技术

本实用新型专利技术涉及新型三维可调式定量验证锥体上滚条件实验仪，包括底座、中心线、支撑腿、轨道末端支撑杆脚移动滑槽、轨道末端右支撑杆脚、轨道末端左支撑杆脚、右轨道、左轨道、左右轨道始端共同转动轴和转动轴套；在底座左端设置有支撑腿，在支撑腿上端设置有转动轴套，转动轴套右端与主尺盘架相连，主尺盘架外围设置有主尺盘，在转动轴套内套设左右轨道始端共同转动轴，左右轨道始端共同转动轴可以在转动轴套内自由转动，在左右轨道始端共同转动轴右端连接游标尺盘。本实用新型专利技术的有益效果是：设计了多个模块，可由学生自行组装、拆卸和便于调节，有利于学生全方位动手、操作，培养学生创新能力。

A new three dimensional adjustable quantitative verification instrument for cone rolling condition

The utility model relates to a new three-dimensional adjustable quantitative verifying cone rolling condition tester, which includes a base, a center line, a supporting leg, a moving slide groove at the end of the track, a right supporting rod foot at the end of the track, a left supporting rod foot at the end of the track, a right track, a left track, and a rotating shaft sleeve at the beginning of the left and right track channels. A supporting leg is set at the left end of the base, and a rotating shaft sleeve is arranged on the upper end of the support leg. The right end of the rotating shaft sleeve is connected with the main ruler plate frame. The main ruler disc is set on the periphery of the main ruler and the joint rotation axis is set at the beginning end of the left and right tracks in the rotating shaft sleeve, and the common rotating shaft at the beginning end of the right and left orbit can be freely rotated in the rotating shaft sleeve and left in the left. The right end of the right rail is connected with the vernier ruler plate at the right end of the common rotation shaft. The beneficial effect of the utility model is that a number of modules are designed, which can be assembled, disassembled and easy to adjust by the students. It is beneficial to the students to operate in all directions and to cultivate the students' creative ability.

【技术实现步骤摘要】
新型三维可调式定量验证锥体上滚条件实验仪
本技术涉及实验仪，特别涉及一种新型三维可调式定量验证锥体上滚条件实验仪。
技术介绍
锥体上滚实验仪是大、中学校用来验证机械能守恒定律的一种演示性实验仪器。资料显示，全国大、中学校物理实验室的锥体上轨实验仪遍布采用底座上固定两个关于中心线为对称的固定轨道，采用一个固定尺寸的双圆锥体只能做演示性实验。这种演示仅满足锥体上滚条件无数种状态的某一种状态。该装置只能通过演示双圆锥体上轨过程让学生观察，尽管也是通过双圆锥体重心由高到低变化，从锥体上滚所产生的视角效果来演示重力做功，使之重力势能转化为动能来验证机械能守恒定律。但是，基于培养学生能力角度远远无法达到预期目标，很难从实验原理和双锥体上滚运动机理方面从更高、更深层次上理解锥体上滚的本质和内涵，更无法让学生通过动手设计来完成该实验。为此，申请者于2012年1月18日申请到专利号为ZL201120221352.1的“三维可调式锥体上滚设计性实验仪”技术专利，在双轨道对称转动一定角度，采用了球体机械转动形式来改变两轨道平面倾角，由于这种球体结构制造工艺相对麻烦，造价也相对较高，又于2013年3月20日申请到专利号为ZL201220433596.0的“模块化全方位可调式定量验证锥体上滚条件实验仪”技术专利，但是，由于这种设计方法又给竖直轴降低高度的准确测量带来了困难，精度不高，误差也偏大。基于此，前段时间本人又专利技术了“竖直抽拉式三维调节定量验证锥体上滚条件实验仪”，该仪器的设计方案是通过测量相关距离参数来计算与tanα验证锥体上滚实验条件，其缺陷在于测量距离时始末位置难以准确确定，存在一定误差。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构合理，测量精度高的新型三维可调式定量验证锥体上滚条件实验仪。本技术的目的是通过以下技术方案实现的。这种新型三维可调式定量验证锥体上滚条件实验仪，包括底座、中心线、支撑腿、轨道末端支撑杆脚移动滑槽、轨道末端右支撑杆脚、轨道末端左支撑杆脚、右轨道、左轨道、左右轨道始端共同转动轴和转动轴套；在底座左端设置有支撑腿，在支撑腿上端设置有转动轴套，转动轴套右端与主尺盘架相连，主尺盘架外围设置有主尺盘，在转动轴套内套设左右轨道始端共同转动轴，左右轨道始端共同转动轴可以在转动轴套内自由转动，在左右轨道始端共同转动轴右端连接游标尺盘，在游标尺盘外围边缘相隔180°两端，分别固定有左游标尺和右游标尺，左游标尺和右游标尺与主尺盘架上的主尺盘的内侧在同一个平面内相吻合；右轨道的右端设置有轨道末端右支撑杆脚，左轨道的左端设置有轨道末端左支撑杆脚，轨道末端右支撑杆脚和轨道末端左支撑杆脚可分别在底座关于中心线为对称沿轨道末端支撑杆脚移动滑槽向右左两边对称滑动，右轨道和左轨道对称张开，右轨道可围绕左右轨道始端共同转动轴上的右轨道始端水平转动轴水平转动，左轨道可围绕左右轨道始端共同转动轴上的左轨道始端水平转动轴水平转动，右轨道始端水平转动轴与左轨道始端水平转动轴关于左右轨道始端共同转动轴中心为对称；轨道末端右支撑杆脚和轨道末端左支撑杆脚分别设置在轨道末端支撑杆脚移动滑槽中，在轨道末端支撑杆脚移动滑槽的内缘设置有用来度量右轨道与左轨道张开角度的支撑腿滑槽指示角度刻度线。作为优选：所述支撑腿包括始端固定支撑腿，在始端固定支撑腿上端螺套一始端移动支撑杆上下调节螺旋，在始端移动支撑杆上下调节螺旋上端支撑一始端移动支撑杆转脚，始端移动支撑杆转脚支撑着始端移动支撑杆，在始端移动支撑杆上端设置有转动轴套。作为优选：在右支撑腿和左支撑腿的支腿脚处分别设置有右支撑腿脚固定螺丝和左支撑腿脚固定螺丝，右支撑腿和左支撑腿上端分别设置有右支撑杆上下调节螺旋和左支撑杆上下调节螺旋。作为优选：在右轨道末端空心移动支撑杆和左轨道末端空心移动支撑杆上端分别设置有右轨道方位螺旋支撑柱和左轨道方位螺旋支撑柱，在右轨道方位螺旋支撑柱和左轨道方位螺旋支撑柱顶端分别设置有右轨道末端竖直方向移动转动轴和左轨道末端竖直方向移动转动轴，右轨道末端竖直方向移动转动轴和左轨道末端竖直方向移动转动轴可分别沿右轨道末端竖直方向移动转动轴滑槽和左轨道末端竖直方向移动转动轴滑槽滑动转动。作为优选:右轨道始端水平转动轴与左轨道始端水平转动轴间距为2cm本技术的有益效果是：1、设计了多个模块，可由学生自行组装、拆卸和便于调节，有利于学生全方位动手、操作，培养学生创新能力；2、左右轨道末端支撑腿采用了沿圆周轨道移动，直接可以读取左右轨道之间夹角γ，精度可达15′；3、采用主、副尺(游标尺)配合读数方法，获得左右轨道平面倾角，有利于学生学习主、副尺配合读数方法，以及高精度测量角度的设计方法，使之测量精度可达到1′；4、该实验仪器通过采用三个转动轴协同转动实现了三维调节方法，即改变左右轨道角度的右左轨道始端水平转动轴，以及与其配合的方位螺旋；改变左右轨道平面倾角的竖直方向移动转动轴，以及其在竖直方向移动转动轴滑槽中移动转动；为保证右左轨道始端移动支撑杆竖直方向的上下移动，以及左右轨道平面倾角的改变，而设置了右左轨道始端共同转动轴；5、不仅可以通过左右轨道始端上下调节螺旋降低轨道始端高度，来改变左右轨道共同平面倾角，尤其是该倾角的度量是通过巧妙设计了转动轴套通过主尺盘架与主尺盘相连，以及左右轨道始端共同转动轴与副(游标)尺相连，然后通过主、副(游标)尺配合读数，从而准确地测量出左右轨道平面所转过角度(即倾角变化量)；6、综上所述，该实验仪结构设计巧妙，无需测量相关参数的直线距离，而是均直接读出角度就能够验证锥体上滚实验条件，直观性强，操作便捷，精度高，实验效果好。附图说明图1是底座结构俯视图；图2是实验仪整体结构右正视图；图3是实验仪整体结构左正视图；图4是左右轨道平行时及始端与末端连接结构俯视图；图5是左右轨道始端水平转动轴、上下调节螺旋及主副尺等沿轨道方向正视图；图6是左右轨道对称张开γ角度状态俯视图；图7是始端上下调节螺旋下移后左右轨道平面倾斜整体结构右正视图；图8是左右始端轨道共同转动轴与游标尺盘连接图；图9是左右轨道始端竖直转动轴套与主尺盘连接图；图10是主尺和游标尺配合读数刻度方位图；图11是游标尺的精度；图12是轨道末端支撑杆移动位置刻度；图13是验证锥体上滚条件实验原理示意图。具体实施方式下面结合实施例对本技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本技术。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。如图1所示，为底座结构俯视图。1、底座，1-1、调平水平泡，2、中心线，2-1、左轨道投影线，2-2、右轨道投影线，3、支撑腿，4、轨道末端支撑杆脚移动滑槽，4-1、支撑腿滑槽指示角度刻度线，5、轨道末端右支撑杆脚，5-0、右支撑腿脚固定螺丝，6、轨道末端左支撑杆脚，6-0、左支撑腿脚固定螺丝。如图2所示，为实验仪整体结构右正视图。1、底座，1-0、支撑脚，3-0、始端固定支撑腿，3-1、始端移动支撑杆转脚，3-3、始端移动支撑杆，3-4、始端移动支撑杆上下调节螺旋，5、轨道末端右支撑杆脚，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型三维可调式定量验证锥体上滚条件实验仪，其特征在于：包括底座(1)、中心线(2)、支撑腿(3)、轨道末端支撑杆脚移动滑槽(4)、轨道末端右支撑杆脚(5)、轨道末端左支撑杆脚(6)、右轨道(7)、左轨道(8)、左右轨道始端共同转动轴(9)和转动轴套(10)；在底座(1)左端设置有支撑腿(3)，在支撑腿(3)上端设置有转动轴套(10)，转动轴套(10)右端与主尺盘架(10‑0)相连，主尺盘架(10‑0)外围设置有主尺盘(10‑1)，在转动轴套(10)内套设左右轨道始端共同转动轴(9)，左右轨道始端共同转动轴(9)可以在转动轴套(10)内自由转动，在左右轨道始端共同转动轴(9)右端连接游标尺盘(9‑1)，在游标尺盘(9‑1)外围边缘相隔180°两端分别固定有左游标尺(9‑10)和右游标尺(9‑11)，左游标尺(9‑10)和右游标尺(9‑11)与主尺盘架(10‑0)上的主尺盘(10‑1)的内侧在同一个平面内相吻合；右轨道(7)的右端设置有轨道末端右支撑杆脚(5)，左轨道(8)的左端设置有轨道末端左支撑杆脚(6)，轨道末端右支撑杆脚(5)和轨道末端左支撑杆脚(6)可分别在底座(1)关于中心线(2)为对称沿轨道末端支撑杆脚移动滑槽(4)向右左两边对称滑动，右轨道(7)和左轨道(8)对称张开，右轨道(7)可围绕左右轨道始端共同转动轴(9)上的右轨道始端水平转动轴(7‑0)水平转动，左轨道(8)可围绕左右轨道始端共同转动轴(9)上的左轨道始端水平转动轴(8‑0)水平转动，右轨道始端水平转动轴(7‑0)与左轨道始端水平转动轴(8‑0)关于左右轨道始端共同转动轴(9)中心为对称；轨道末端右支撑杆脚(5)和轨道末端左支撑杆脚(6)分别设置在轨道末端支撑杆脚移动滑槽(4)中，在轨道末端支撑杆脚移动滑槽(4)的内缘设置有用来度量右轨道(7)与左轨道(8)张开角度的支撑腿滑槽指示角度刻度线(4‑1)。...

【技术特征摘要】
1.一种新型三维可调式定量验证锥体上滚条件实验仪，其特征在于：包括底座(1)、中心线(2)、支撑腿(3)、轨道末端支撑杆脚移动滑槽(4)、轨道末端右支撑杆脚(5)、轨道末端左支撑杆脚(6)、右轨道(7)、左轨道(8)、左右轨道始端共同转动轴(9)和转动轴套(10)；在底座(1)左端设置有支撑腿(3)，在支撑腿(3)上端设置有转动轴套(10)，转动轴套(10)右端与主尺盘架(10-0)相连，主尺盘架(10-0)外围设置有主尺盘(10-1)，在转动轴套(10)内套设左右轨道始端共同转动轴(9)，左右轨道始端共同转动轴(9)可以在转动轴套(10)内自由转动，在左右轨道始端共同转动轴(9)右端连接游标尺盘(9-1)，在游标尺盘(9-1)外围边缘相隔180°两端分别固定有左游标尺(9-10)和右游标尺(9-11)，左游标尺(9-10)和右游标尺(9-11)与主尺盘架(10-0)上的主尺盘(10-1)的内侧在同一个平面内相吻合；右轨道(7)的右端设置有轨道末端右支撑杆脚(5)，左轨道(8)的左端设置有轨道末端左支撑杆脚(6)，轨道末端右支撑杆脚(5)和轨道末端左支撑杆脚(6)可分别在底座(1)关于中心线(2)为对称沿轨道末端支撑杆脚移动滑槽(4)向右左两边对称滑动，右轨道(7)和左轨道(8)对称张开，右轨道(7)可围绕左右轨道始端共同转动轴(9)上的右轨道始端水平转动轴(7-0)水平转动，左轨道(8)可围绕左右轨道始端共同转动轴(9)上的左轨道始端水平转动轴(8-0)水平转动，右轨道始端水平转动轴(7-0)与左轨道始端水平转动轴(8-0)关于左右轨道始端共同转动轴(9)中心为对称；轨道末端右支撑杆脚(5)和轨道末端左支撑杆脚(6)分别设置在轨道末端支撑杆脚移动滑槽(4)中，在轨道末端支撑杆脚移动滑槽(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锐波，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33