一种回转体转动惯量的科普演示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种回转体转动惯量的科普演示装置，包括演示台和轨道，轨道的中部通过连杆与演示台铰接，轨道包括两块间隔设置的端板，两端板之间并排设置有两对条板，每块条板上均沿其长度方向加工有长条形的轴孔，每对条板之间均设置有一个轮盘，轮盘两侧的轮轴分别伸入到两块条板的轴孔内，轮盘上圆周均布有多个配重件，且每个配重件在轮盘上的位置均能沿轮盘的径向调节。本发明专利技术轮盘质量分布可调，演示效果好，操作便捷，能更直观的进行转动惯量理论演示和教学。理论演示和教学。理论演示和教学。

【技术实现步骤摘要】
一种回转体转动惯量的科普演示装置


[0001]本专利技术涉及科普教育
，具体涉及一种回转体转动惯量的科普演示装置。

技术介绍

[0002]转动惯量是刚体绕轴转动时惯性的量度，在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量，可形式地理解为一个物体对于旋转运动的惯性，用于建立角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。转动惯量取决于物体的形状、质量分布及转轴的位置，而形状和质量相同的物体，转动惯量与质量分布有关，质量分布越靠近转轴，转动惯量越小，越容易绕轴转动，转速就会越快，有着重要的物理意义，在科学实验、工程技术、航天、电力、机械、仪表等工业领域也是一个重要参量。
[0003]为了让人们直观理解回转体的转动惯量，会使用一些演示装置进行科普演示，演示装置一般包括若干直径和质量相同，但质量分布不同的轮盘以及轨道，操作时，各个轮盘从轨道上端同一高度同时释放，转动惯量小的轮盘滚动速度更快。现有的演示装置在操作和演示过程中往往存在以下问题：一是轮盘的质量分布为固定状态，不能演示质量分布变化引起的轮盘转动惯量的变化，演示效果不佳；二是质量分布的情况通常都只是通过蓝点或其它颜色表示，这种标示方式对于初次体验者来说，在无讲解的情况下还是不能很好的理解轮盘转速不同的原理。因此，研制开发一种轮盘质量分布可调，演示效果好，能促进人们理解转动惯量理论的回转体转动惯量的科普演示装置是客观需要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种轮盘质量分布可调，演示效果好，能促进人们理解转动惯量理论的回转体转动惯量的科普演示装置。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的，包括演示台和轨道，轨道的中部通过连杆与演示台铰接，轨道包括两块间隔设置的端板，两端板之间并排设置有两对条板，每块条板上均沿其长度方向加工有长条形的轴孔，每对条板之间均设置有一个轮盘，轮盘两侧的轮轴分别伸入到两块条板的轴孔内，轮盘上圆周均布有多个配重件，且每个配重件在轮盘上的位置均能沿轮盘的径向移动调节。
[0006]进一步的，轮盘上圆周均布有多个长条形的通孔，通孔的长度方向沿轮盘的径向布置，配重件包括相互匹配的螺栓和螺母，螺栓的螺纹端穿过通孔后通过螺母紧固连接。
[0007]进一步的，通孔一侧的轮盘上沿通孔的长度方向间隔加工有多个卡孔，卡孔与通孔相互连通。
[0008]进一步的，轮盘的一个侧面上同心设置有多个配重分布环，每个配重分布环上均圆周均布有多个凹槽，多个配重分布环上相应的凹槽沿轮盘的径向布置，轮盘为磁性材质，配重件为磁铁，磁铁嵌装在凹槽内。
[0009]进一步的，轨道两端的下方均设置有卡扣，卡扣包括升降板和设置在升降板底部的下拉把手，升降板与条板之间设置有伸缩杆，伸缩杆上设置有弹簧，升降板的一端设置有
四块上端面为斜面的卡板，斜面的较高一端朝向轴孔的端部，在靠近轴孔端部的条板下部加工有连通孔，卡板的上端穿过连通孔后伸入到轴孔内。
[0010]进一步的，轨道的一侧设置有滑板，滑板的两端分别与两块端板固定连接，滑板上滑动连接有配重滑块。
[0011]进一步的，条板的表面上沿其长度方向设置有刻度线。
[0012]进一步的，条板的两端设置有透明的防护罩。
[0013]进一步的，两个轮盘的颜色不同。
[0014]进一步的，轴孔的两端均设置有柔性缓冲垫。
[0015]本专利技术可设于学校、科技馆等场所，用于回转体转动惯量的科普演示，在进行演示时，抬起轨道的一端，使得轨道呈现一端高一端低的倾斜状态，保持该倾斜状态不动，并使轮盘位于轨道的较高端，然后同时松开两个轮盘，两个轮盘同时沿轨道向下滚动，这时，由于轮盘上的质量分布情况不同，质量分布越靠近轮盘中心，转动惯量越小，轮盘滚动速度越快，就越先到达轨道的较低端，进而对回转体的转动惯量进行科普演示。在本专利技术中，两个轮盘的尺寸以及转轴位置相同，配重件圆周分布在轮盘上，演示时，可沿轮盘径向对各个配重件的位置进行调节，即可使配重件位于靠近轮盘中心的位置，也可使配重件位于靠近轮盘中部或边缘等位置，使得两个轮盘上配重件的分布位置不同，解决现有轮盘质量分布为固定状态而不能变化的问题，可针对质量分布变化引起的轮盘转动惯量的变化进行演示，且配重件位置的调整还可以增加人们的动手操作能力，提升人们的参与体验感，便于人们加强转动惯量的理解，提高装置的演示效果；其次，相对于目前仅仅利用蓝点或其它简单颜色标示质量分布的方式来说，配重件的设置更加立体，视觉上更加明显和突出，即使是在无讲解的情况下，人们也可以较为直观的观察到质量分布的情况，进而更容易理解转盘转速不同的原理，加深回转体转动惯量的理论理解。本专利技术轮盘质量分布可调，演示效果好，操作便捷，能更直观的进行转动惯量理论演示和教学，具有较好的推广应用价值。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的主视结构示意图；图2为本专利技术的俯视结构示意图；图3为本专利技术其中一个实施例中轮盘5的结构示意图；图4为本专利技术另一个实施例中轮盘5的结构示意图；图5为本专利技术中卡扣的结构示意图；图中：1
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演示台，2
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端板，3
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条板，4
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轴孔，5
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轮盘，6
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配重件，601
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螺栓，602
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螺母，7
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通孔，8
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卡孔，9
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配重分布环，10
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凹槽，11
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升降板，12
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下拉把手，13
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弹簧，14
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卡板，15
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滑板，16
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配重滑块，17
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刻度线，18
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防护罩，19
‑
柔性缓冲垫。
实施方式
[0017]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术所作的任何变更或改进，均属于本专利技术的保护范围。
[0018]如图1～5所示，本专利技术包括演示台1和轨道，轨道的中部通过连杆与演示台1铰接，轨道包括两块间隔设置的端板2，两端板2之间设置有两对条板3，两对条板3可左右并排设
置或上下并排设置，每块条板3上均沿其长度方向加工有长条形的轴孔4，每对条板3之间均设置有一个轮盘5，轮盘5两侧的轮轴分别伸入到两块条板3的轴孔4内，轮盘5上圆周均布有多个配重件6，且每个配重件6在轮盘5上的位置均能沿轮盘5的径向调节。为了便于将轨道的一端抬起，可在端板2上设置有上抬把手。
[0019]本专利技术可设于学校、科技馆等场所，用于回转体转动惯量的科普演示，在进行演示时，抬起轨道的一端，使得轨道呈现一端高一端低的倾斜状态，保持该倾斜状态不动，并使轮盘5位于轨道的较高端，然后同时松开两个轮盘5，两个轮盘5同时沿轨道向下滚动，这时，由于轮盘5上的质量分布情况不同，质量分布越靠近轮盘5中心，转动惯量越小，轮盘5滚动速度越快本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回转体转动惯量的科普演示装置，包括演示台（1）和轨道，所述轨道的中部通过连杆与演示台（1）铰接，其特征在于:所述轨道包括两块间隔设置的端板（2），两端板（2）之间设置有两对条板（3），每块条板（3）上均沿其长度方向加工有长条形的轴孔（4），每对条板（3）之间均设置有一个轮盘（5），所述轮盘（5）两侧的轮轴分别伸入到两块条板（3）的轴孔（4）内，所述轮盘（5）上圆周均布有多个配重件（6），且每个配重件（6）在轮盘（5）上的位置均能沿轮盘（5）的径向移动。2.根据权利要求1所述的一种回转体转动惯量的科普演示装置，其特征在于:所述轮盘（5）上圆周均布有多个长条形的通孔（7），通孔（7）的长度方向沿轮盘（5）的径向布置，所述配重件（6）包括相互匹配的螺栓（601）和螺母（602），螺栓（601）的螺纹端穿过通孔（7）后通过螺母（602）紧固连接。3.根据权利要求2所述的一种回转体转动惯量的科普演示装置，其特征在于:所述通孔（7）一侧的轮盘（5）上沿通孔（7）的长度方向间隔加工有多个卡孔（8），卡孔（8）与通孔（7）相互连通。4.根据权利要求1所述的一种回转体转动惯量的科普演示装置，其特征在于:所述轮盘（5）的一个侧面上同心设置有多个配重分布环（9），每个配重分布环（9）上均圆周均布有多个凹槽（10），多个配重分布环（9）上相应的凹槽（10）沿轮盘（5）的径向布置，所述轮盘（...

【专利技术属性】
技术研发人员：戎妙秋，张烨，
申请(专利权)人：戎妙秋，
类型：发明
国别省市：