一种双轮盘陀螺进动演示装置，包括：输入部分，包括手轮，手轮的手轮轴将动力传递至小同步带轮；传动部分，包括主轴，主轴上有与小同步带轮通过同步带传递动力的大同步带轮；展示部分，包括外环，外环的底部外侧与主轴的最上端连接，外环通过内外环连接轴连接内环，内环能够沿内外环连接轴旋转，两个对称的转盘套筒的一端固定在内环内壁，另一端分别连接有一个转盘，两个转盘通过转盘连接轴连接，每个转盘套筒中设置有一个电机，每个电机的联轴器驱动一个转盘自转。本发明专利技术可生动形象地演示旋转陀螺的进动现象及其有关性质，并通过多种陀螺自转模式充分展示进动现象产生的原理。
【技术实现步骤摘要】
一种双轮盘陀螺进动演示装置
本专利技术属于教学演示实验仪器等
，特别涉及一种双轮盘陀螺进动演示装置，适用于陀螺进动原理的展示。
技术介绍
陀螺进动现象是一个重要的物理现象，以陀螺进动现象为基本原理的陀螺仪在定位与导航系统有着重要的应用。为了使学习者能够理解进动现象的稳定特性和进动现象产生的原理，许多应用于科普和教学的陀螺进动现象演示装置被专利技术出来，其中已经授权、公开的专利包括《一种陀螺进动演示仪》(申请号：201420391706.0公告号：CN203931278U)、《一种陀螺特性演示装置》(申请号：201410221836.4公告号：CN103971564A)、《一种可调稳定性和运动轨迹的陀螺》(申请号：201510303856.0公告号：CN104857719A)等。目前已经专利技术出的进动演示装置大多仿照经典的两自由度陀螺仪结构，只有一个自转陀螺，虽然能够明显地演示进动现象，但难以清楚地说明进动现象产生的原因。此外，这些进动演示装置往往结构复杂却功能单一，不能实现陀螺转速的精确控制，也缺乏与观众互动演示的接口。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种双轮盘陀螺进动演示装置，可生动形象地演示旋转陀螺的进动现象及其有关性质，并通过多种陀螺自转模式充分展示进动现象产生的原理。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种双轮盘陀螺进动演示装置，包括：输入部分，包括手轮1，手轮1的手轮轴将动力传递至小同步带轮9；传动部分，包括主轴18，主轴18上有与小同步带轮9通过同步带40传递动力的大同步带轮39；展示部分，包括外环17，外环17的底部外侧与主轴18的最上端连接，外环17通过内外环连接轴12连接内环14，内环14能够沿内外环连接轴12旋转，两个对称的转盘套筒31的一端固定在内环14内壁，另一端分别连接有一个转盘36，两个转盘36通过转盘连接轴38连接，每个转盘套筒31中设置有一个电机32，每个电机32的联轴器33驱动一个转盘36自转。更具体地，所述手轮1的手轮轴底部通过平键与单向离合器5的内圈相连，单向离合器5的外圈通过平键与同步带轮轴6相连，以实现单向传动，同步带轮轴6通过键连接小同步带轮9。更具体地，所述手轮1的手轮轴外套有用于定位的手轮轴套3，手轮1下方有固定在桌面13上的垫板2，垫板2下方连接手轮承力圆柱4，同步带轮轴6通过深沟球轴承7与手轮下方底盘8连接，手轮下方底盘8通过螺钉连在手轮承力圆柱4上，对输入部分的装配体进行竖直方向定位。更具体地，所述大同步带轮39通过平键与主轴18相连传递扭矩，主轴18下方通过轴套25与角接触球轴承28相接以实现定位，角接触球轴承28内圈与主轴18配合，外圈与主轴下轴承座27配合，主轴下轴承座27顶部与主轴下端盖26连接，角接触球轴承28安装于主轴下轴承座27中。更具体地，在桌面13下方连接主轴承力圆柱24，主轴承力圆柱24下方连接主轴支撑板29，主轴下轴承座27固定设置在主轴支撑板29上，主轴下端盖26、主轴下轴承座27、主轴支撑板29实现对角接触球轴承28的密封，主轴支撑板29下方固定有为主轴18提供阻尼的阻尼器30，主轴支撑板29与阻尼器30之间通过螺栓定位。更具体地，在桌面13上方设置主轴上轴承座21，主轴上轴承座21内部固定了与主轴18连接的圆锥滚子轴承20，主轴上轴承座21上方固定了用于密封轴承的主轴上端盖19。更具体地，所述主轴18上套装有导电滑环22，导电滑环22通过制动卡环23固定在主轴承力圆柱24上，以确保主轴18旋转时导线不会缠绕。更具体地，所述外环17为弧形，其的弧底外侧与主轴18的最上端连接，外环17的两端之间通过内外环连接轴12连接封闭的内环14。更具体地，在所述外环17上方开孔，孔中布置用于支撑内外环连接轴12的深沟球轴承11和用于固定内外环连接轴12的外环端盖16，外环端盖16的外部固定有用于给内外环连接轴12提供阻尼的阻尼器10，内环14通过紧定螺钉固定在内外环连接轴12上，由内环端盖15进行定位。更具体地，所述转盘36由深沟球轴承35支撑，深沟球轴承35由固定在转盘套筒31的自传端盖34固定，转盘36端面开孔，孔中固定用于支撑转盘连接轴38的深沟球轴承37。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、通过双转盘结构的设计，可以使用一套装置展示双转盘同向转动角动量叠加和反向转动角动量抵消两种不同的运动形式对进动现象的影响。2、观众通过按键控制电机，进而控制转盘的转动，可以准确实现不同运动模式间的有效切换，切实保证双转盘转速之间的准确关系。3、观众通过手轮控制主体装置的公转，不仅可以增加观众的参与性，还可以通过转动手轮的难易程度直观感受高速自转陀螺抵抗干扰能力的强弱。4、单向离合器的使用保证运动的单向传递，防止主体运动装置的运动会反向传递给手轮，从而保护观众的安全。同时，加装保护罩也可以有效防护观众的人身安全。5、内环的圆形和外环的弧形乃至半圆形设计保证了装置在产生进动现象过程中转动的美观性。6、内环与外环之间采用偏心安装，同时在内外环连接轴上加装阻尼器可以保证进动现象产生之后内环能尽快回到初始位置，便于重复使用。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2是本专利技术手轮输入部分的结构示意图。图3是本专利技术中主轴支撑部分结构示意图。图4为本专利技术中内外环连接结构的示意图。图5是本专利技术中内环套筒连接结构的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。如图1所示，本专利技术一种双轮盘陀螺进动演示装置，主要包括输入部分、传动部分和展示部分，并利用桌面13承载所有部件。其中，输入部分是靠近用户的部分，可以直接动手操作，其包括手轮1，手轮1的手轮轴将动力传递至小同步带轮9；观众通过手轮1控制主体装置的公转，不仅可以增加观众的参与性，还可以通过转动手轮1的难易程度直观感受高速自转陀螺抵抗干扰能力的强弱。传动部分包括主轴18，主轴18上有与小同步带轮9通过同步带40传递动力的大同步带轮39。展示部分包括外环17，外环17可为环形或者弧形，尤其是半环形，其底部外侧与主轴18的最上端连接，外环17通过内外环连接轴12连接内环14(当外环17为弧形时，其两个上端之间通过内外环连接轴12连接封闭的内环14，内环14的圆形和外环17的半圆形设计可保证装置在产生进动现象过程中转动的美观性)，内环14能够沿内外环连接轴12旋转，两个对称的转盘套筒31的一端通过螺栓固定在内环14内壁，另一端分别连接有一个转盘36，两个转盘36通过转盘连接轴38连接，每个转盘套筒31中设置有一个电机32，每个电机32的联轴器33驱动一个转盘36自转。通过双转盘结构的设计，可以使用一套装置展示双转盘同向转动角动量叠加和反向转动角动量抵消两种不同的运动形式对进动现象的影响。观众可通过按键控制电机32，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双轮盘陀螺进动演示装置，其特征在于，包括：/n输入部分，包括手轮(1)，手轮(1)的手轮轴将动力传递至小同步带轮(9)；/n传动部分，包括主轴(18)，主轴(18)上有与小同步带轮(9)通过同步带(40)传递动力的大同步带轮(39)；/n展示部分，包括外环(17)，外环(17)的底部外侧与主轴(18)的最上端连接，外环(17)通过内外环连接轴(12)连接内环(14)，内环(14)能够沿内外环连接轴(12)旋转，两个对称的转盘套筒(31)的一端固定在内环(14)内壁，另一端分别连接有一个转盘(36)，两个转盘(36)通过转盘连接轴(38)连接，每个转盘套筒(31)中设置有一个电机(32)，每个电机(32)的联轴器(33)驱动一个转盘(36)自转。/n
【技术特征摘要】
1.一种双轮盘陀螺进动演示装置，其特征在于，包括：
输入部分，包括手轮(1)，手轮(1)的手轮轴将动力传递至小同步带轮(9)；
传动部分，包括主轴(18)，主轴(18)上有与小同步带轮(9)通过同步带(40)传递动力的大同步带轮(39)；
展示部分，包括外环(17)，外环(17)的底部外侧与主轴(18)的最上端连接，外环(17)通过内外环连接轴(12)连接内环(14)，内环(14)能够沿内外环连接轴(12)旋转，两个对称的转盘套筒(31)的一端固定在内环(14)内壁，另一端分别连接有一个转盘(36)，两个转盘(36)通过转盘连接轴(38)连接，每个转盘套筒(31)中设置有一个电机(32)，每个电机(32)的联轴器(33)驱动一个转盘(36)自转。
2.根据权利要求1所述双轮盘陀螺进动演示装置，其特征在于，所述手轮(1)的手轮轴底部通过平键与单向离合器(5)的内圈相连，单向离合器(5)的外圈通过平键与同步带轮轴(6)相连，以实现单向传动，同步带轮轴(6)通过键连接小同步带轮(9)。
3.根据权利要求2所述双轮盘陀螺进动演示装置，其特征在于，所述手轮(1)的手轮轴外套有用于定位的手轮轴套(3)，手轮(1)下方有固定在桌面(13)上的垫板(2)，垫板(2)下方连接手轮承力圆柱(4)，同步带轮轴(6)通过深沟球轴承(7)与手轮下方底盘(8)连接，手轮下方底盘(8)通过螺钉连在手轮承力圆柱(4)上，对输入部分的装配体进行竖直方向定位。
4.根据权利要求1所述双轮盘陀螺进动演示装置，其特征在于，所述大同步带轮(39)通过平键与主轴(18)相连传递扭矩，主轴(18)下方通过轴套(25)与角接触球轴承(28)相接以实现定位，角接触球轴承(28)内圈与主轴(18)配合，外圈与主轴下轴承座(27)配合，主轴下轴承座(27)顶部与主轴下端盖(26)连接，角接触球轴承(28)安装于主轴下轴承座(27)中。
5.根据权利要求4所述双轮盘陀螺进动演示装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨建新，曹宇轩，于济川，孙成恺，钱轶凡，李家聪，刘莹，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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