地球自转引起的水漩涡原理演示仪制造技术

地球自转引起的水漩涡原理演示仪，包括旋转底座、演示器、变速器、驱动电机，演示器、驱动电机、变速器固定在旋转底座的顶面上，演示器的演示面上划分有至少三个直线运动区域，三个直线运动区域通过驱动电机、变速器实现同向而不同速度或同向而同速度的水平运动；通过三个直线运动区域的运动速度，来演示水漩涡的形成原理及赤道、两极点的运动原理。

A demonstration instrument for the principle of water whirlpool caused by the rotation of the earth

Water vortex principle demonstrator caused by rotation of the earth, including rotating base, demonstrator, gearbox, drive motor, demonstrator, driving motor, gearbox fixed on the rotating base on the top surface of the surface division demonstration demonstrator with at least three linear motion region, three straight line motion region through the drive motor transmission to achieve the same and different speed or to the level of movement at the same speed; speed by three linear motion region, motion principle principle and two poles to the equator and demonstration of water vortex.

【技术实现步骤摘要】
地球自转引起的水漩涡原理演示仪
本专利技术涉及科普教具领域，具体涉及一种地球自转引起的水漩涡原理演示仪。
技术介绍
地球自西向东旋转，物体运动存在自转偏向，在地球上运动的物体，都会发生偏向，在北半球向右偏，在南半球向左偏，这种现象是科氏力在地球自转的一个非惯性系中的惯性力表现，我们称其为地转偏向力。赤道地区旋转的线速度最大（约462m/s），随着纬度升高，线速度越来越小，到了极点减为零，而水漩涡的形成正与地球自转有关。地球自转角速度是恒定的，而不同纬度其垂直于地轴的圆截面是随纬度增高而相应减小的，其变化规律服从余弦函数图像的变化规律；由图1可以看出，随着纬度逐渐增大，垂直于地轴的截面半径逐渐减小，且速度减小得越来越快。即具有相同纬度差的两条相邻纬度带，它们的纬度越高，它们之间垂轴截面半径之差也越大，也就意味着这两条纬度带的地转线速度之差也随着纬度增大而越来越大，纬度越高，水漩涡越明显，增大到极点时，地轴的截面半径减小至零，赤道处两纬度带间垂轴截面半径之差极小，速度差极小，可忽略不计，解释了赤道处排除外扰因素后水漩涡的形成几乎不可见。由于知识面与理解能力受限以及相关科普教具的缺失，广大民众对水漩涡的形成原理无法产生一个直观的理解，也无法理解经度、纬度、角速度、线速度、地转偏向力等概念。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出了一种地球自转引起的水漩涡原理演示仪，能演示水漩涡的形成原理及赤道、两极点的运动原理。本专利技术的技术方案是：地球自转引起的水漩涡原理演示仪，其特征在于：包括旋转底座、演示器、变速器、驱动电机，演示器、驱动电机、变速器固定在旋转底座的顶面上，演示器的演示面上划分有至少三个直线运动区域，三个直线运动区域通过驱动电机、变速器实现同向而不同速度或同向而同速度的水平运动；演示器包括左转轴、右转轴、第一传送带、第二传送带、第三传送带、固定式滚筒、第一自转式滚筒、第二自转式滚筒，左转轴和右转轴通过轴承座固定在旋转底座的顶面上，第二传送带的左右两端分别通过固定式滚筒与左转轴和右转轴连接，第一传送带的左右两端分别通过第一自转式滚筒与左转轴和右转轴连接，第三传送带的左右两端分别通过第二自转式滚筒与左转轴和右转轴连接，第一传送带和第三传送带位于第二传送带的两侧处，第一传送带、第二传送带、第三传送带的带面合在一起形成一个完整的演示面。对上述技术方案进一步地限定，所述变速器包括旋转座、左传动轴、左一传动齿轮、左二传动齿轮、左三传动齿轮、右传动轴、右一传动齿轮、右二传动齿轮、右三传动齿轮、第一变速齿轮组、第二变速齿轮组、第三变速齿轮组及锁止器，左传动轴和右传动轴的两端通过两个旋转座固定在旋转底座的顶面上，左传动轴和右传动轴以旋转座的旋转中心线为轴对称设置，左传动轴和右传动轴能绕旋转座的旋转中心线作旋转运动，驱动电机通过齿轮组与左传动轴和右传动轴的一端连接，左传动轴和右传动轴通过齿轮组能相互朝相反方向旋转，左一传动齿轮、左二传动齿轮、左三传动齿轮固定在左传动轴上，右一传动齿轮、右二传动齿轮、右三传动齿轮固定在右传动轴上，第一变速齿轮组与右转轴固定连接，第二变速齿轮组与第一自转式滚筒的外端固定连接，第三变速齿轮组与第二自转式滚筒的外端固定连接，第二变速齿轮组和第三变速齿轮组与右转轴呈同轴线设置，左一传动齿轮或右一传动齿轮能与第一变速齿轮组中的差速齿轮或同速齿轮啮合，左二传动齿轮或右二传动齿轮能与第二变速齿轮组中的差速齿轮或同速齿轮啮合，左三传动齿轮或右三传动齿轮能与第三变速齿轮组中的差速齿轮或同速齿轮啮合，锁止器固定在旋转底座的顶面上，锁止器用于锁止旋转座。此结构的优点：旋转座实现左传动轴与右传动轴之间的快速切换，从而实现变速，具有结构简单、操作方便、制作成本低的优点。对上述技术方案进一步地改进，所述演示面的前后两侧处均设有滚珠收纳器，滚珠收纳器由连接在一起的收纳盒和演示盒构成。此结构的优点：演示时，滚珠收纳器内的滚珠靠自重滚入至演示面上；演示结束后用于收纳演示面上的滚珠，具有结构简单、制作成本低、使用方便、便于收纳滚珠的优点。有益效果：本专利技术中演示面上的三个同向不同速度的直线运动区域能演示水漩涡的形成原理；加之能旋转的旋转底座，从而能演示北半球或南半球中的水漩涡模式运动；演示面上的三个直线运动区域能切换成同向同速度运动，从而能演示赤道运动原理；演示面上的三个直线运动区域静止不动，从而能演示两极点运动原理；本专利技术可靠性好、操作方便、易于加工制造、经济实用、成本低廉、适合批量化生产，通过演示能直观理解水漩涡的形成原理，可在大众科普教学场所大面积推广应用，能快速、有效的解释水漩涡这一自然现象的科学原理，具有广阔的应用前景、良好的科普效果和巨大的潜在经济效益。附图说明图1是
技术介绍
中的示意图。图2是本专利技术的主视图。图3是图2的仰视图。图4是图3中的A-A向结构示意图。图5是本专利技术中的变速器立体图。图6是本专利技术中的锁止器结构示意图。图7是本专利技术中的滚珠收纳器结构示意图。图8是本专利技术北半球模式运动原理示意图。图9是本专利技术南半球模式运动原理示意图。图10是本专利技术赤道模式运动原理示意图。图11是本专利技术两极点模式运动原理示意图。具体实施方式如图2、图3和图4所示，地球自转引起的水漩涡原理演示仪，包括旋转底座1、演示器2、变速器3、驱动电机4，演示器、驱动电机、变速器固定在旋转底座的顶面上，演示器的演示面上划分有至少三个直线运动区域，三个直线运动区域通过驱动电机、变速器实现同向而不同速度或同向而同速度的水平运动；如图3所示，对旋转底座作进一步地说明，所述旋转底座1主要由底板101、轴承102及旋转板103构成，旋转板通过轴承能在底板的板面上作水平转动；如图4所示，所述演示器2包括左转轴201、右转轴202、第一传送带203、第二传送带204、第三传送带205、固定式滚筒206、第一自转式滚筒207、第二自转式滚筒208，左转轴和右转轴通过轴承座209固定在旋转底座的顶面上，第二传送带的左右两端分别通过固定式滚筒与左转轴和右转轴连接，第一传送带的左右两端分别通过第一自转式滚筒与左转轴和右转轴连接，第三传送带的左右两端分别通过第二自转式滚筒与左转轴和右转轴连接，第一传送带和第三传送带位于第二传送带的两侧处，三条传送带之间排列紧密、但不互相接触、且各带面处于同一水平面，第一传送带、第二传送带、第三传送带的带面合在一起形成一个完整的演示面；对固定式滚筒206作进一步地说明，是指用于滚动支撑传动带的滚筒与相应的转轴固定连接，滚筒能随转轴一起转动；对自转式滚筒207和208作进一步地说明，是指用于滚动支撑传动带的滚筒通过轴承与相应的转轴固定连接，滚筒能在转轴上自转；如图4和图5所示，所述变速器3包括旋转座301、左传动轴302、左一传动齿轮303、左二传动齿轮304、左三传动齿轮305、右传动轴306、右一传动齿轮307、右二传动齿轮308、右三传动齿轮309、第一变速齿轮组310、第二变速齿轮组311、第三变速齿轮组312及锁止器313，左传动轴和右传动轴的两端通过两个旋转座固定在旋转底座的顶面上，左传动轴和右传动轴以旋转座的旋转中心线为轴对称设置，左传动轴和右传动轴能绕旋转座的旋转中心线作旋转运动，驱动电机通过齿轮组314与左传动轴和本文档来自技高网...

【技术保护点】
地球自转引起的水漩涡原理演示仪，其特征在于：包括旋转底座、演示器、变速器、驱动电机，演示器、驱动电机、变速器固定在旋转底座的顶面上，演示器的演示面上划分有至少三个直线运动区域，三个直线运动区域通过驱动电机、变速器实现同向而不同速度或同向而同速度的水平运动；演示器包括左转轴、右转轴、第一传送带、第二传送带、第三传送带、固定式滚筒、第一自转式滚筒、第二自转式滚筒，左转轴和右转轴通过轴承座固定在旋转底座的顶面上，第二传送带的左右两端分别通过固定式滚筒与左转轴和右转轴连接，第一传送带的左右两端分别通过第一自转式滚筒与左转轴和右转轴连接，第三传送带的左右两端分别通过第二自转式滚筒与左转轴和右转轴连接，第一传送带和第三传送带位于第二传送带的两侧处，第一传送带、第二传送带、第三传送带的带面合在一起形成一个完整的演示面。

【技术特征摘要】
1.地球自转引起的水漩涡原理演示仪，其特征在于：包括旋转底座、演示器、变速器、驱动电机，演示器、驱动电机、变速器固定在旋转底座的顶面上，演示器的演示面上划分有至少三个直线运动区域，三个直线运动区域通过驱动电机、变速器实现同向而不同速度或同向而同速度的水平运动；演示器包括左转轴、右转轴、第一传送带、第二传送带、第三传送带、固定式滚筒、第一自转式滚筒、第二自转式滚筒，左转轴和右转轴通过轴承座固定在旋转底座的顶面上，第二传送带的左右两端分别通过固定式滚筒与左转轴和右转轴连接，第一传送带的左右两端分别通过第一自转式滚筒与左转轴和右转轴连接，第三传送带的左右两端分别通过第二自转式滚筒与左转轴和右转轴连接，第一传送带和第三传送带位于第二传送带的两侧处，第一传送带、第二传送带、第三传送带的带面合在一起形成一个完整的演示面。2.根据权利要求1所述地球自转引起的水漩涡原理演示仪，其特征在于：所述变速器包括旋转座、左传动轴、左一传动齿轮、左二传动齿轮、左三传动齿轮、右传动轴、右一传动齿轮、右二传动齿轮、右三传动齿轮、第一变速齿轮组、第二变速齿轮组、第三变速齿轮组及锁止器，左传动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永泉，孟飞阳，夏成享，袁静文，陈婷，胡朝军，田聪，
申请(专利权)人：湖北汽车工业学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42