地轴进动原理演示与定量测量实验仪制造技术

地轴进动原理演示与定量测量实验仪，属于地轴进动实验装置技术领域。其包括底座及设置在底座上的立柱，立柱上固定设置轮轴框架，轮轴框架中滚动配合设置空心球，空心球上固定设置支撑杆，支撑杆上固定设置横梁，横梁包括相互螺接的左实心横梁和右空心横梁，左实心横梁上配合设置平衡锤，右空心横梁端部固定设置电机和光电圈数计数器光电门，电机的转轴连接转动轮，右空心横梁上固定设置游标尺拉杆，游标尺拉杆上连接副尺，副尺与固定设置在立柱上的主尺处于同一水平面。该实验仪既能定性地演示地轴进动，又能定量地测量地轴进动一圈所用时间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于地轴进动实验装置
，具体涉及地轴进动原理演示与定量测量实验仪。
技术介绍
进动(precession)是自转物体之自转轴又绕着另一轴旋转的现象。在天文学上被称为“岁差“现象。“陀螺”是日常生活中进动的一个明显范例，若陀螺不自转时，就会在重力的作用下倒在地上，但是若陀螺自转时，其自转轴不会是铅直的，而是自转轴围绕其铅垂线作旋转，即“旋进”现象。地球的自转类似于陀螺自转而产生的旋进，使之其自转轴围绕黄轴进动。目前的地轴进动演示仪器，均为是在底座上固定的立柱上，放置一连杆，在连杆的一端(低端)有一以连杆为轴转动的轮子(相当于地球)，另一端(高端)有一连杆方向可调的平衡重锤，以此来演示地轴进动。演示时，操作者用手转动轮子，连杆就可以围绕其支点转动(进动)。目前，地轴进动演示仪，几乎都是采用的传统、老式装置，用该装置来演示地球进动，存在诸多弊端其一，通过人为手动给自转轮子一个初速度，由于阻力作用，转轮会渐渐地慢下来，无法演示地轴均匀进动规律，演示效果不佳；其二，由于不断减速，演示的黄赤夹角就会逐渐变化，从而就会模糊黄赤夹角23° 26’短时期不变原理；其三，这种演示仪也难以实现赤道平面(转圈所在平面)与黄道平面(垂直于铅垂线的水平面)的恒定夹角不变；其四，无法演示进动的均匀不变的角速度，更无法演示由于地球自传一年，地轴大约进动50，以及累积25800年，地轴进动一周，即360°的定性测量目标。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本技术的目的在于设计提供地轴进动原理演示与定量测量实验仪的技术方案，该实验仪既能定性地演示地轴进动，又能定量地测量地轴进动一圈所用时间。所述的地轴进动原理演示与定量测量实验仪，包括底座及设置在底座上的立柱，其特征在于所述立柱上固定设置轮轴框架，所述轮轴框架中滚动配合设置空心球，所述空心球上固定设置支撑杆，所述支撑杆上固定设置横梁，所述横梁包括相互螺接的左实心横梁和右空心横梁，所述左实心横梁上配合设置平衡锤，所述右空心横梁端部固定设置电机和光电圈数计数器光电门，所述电机的转轴连接转动轮，所述右空心横梁上固定设置游标尺拉杆，所述游标尺拉杆上连接副尺，所述副尺与固定设置在立柱上的主尺处于同一水平面。所述的地轴进动原理演示与定量测量实验仪，其特征在于所述轮轴框架为圆柱体结构，所述轮轴框架中设置一圈滚珠，所述一圈滚珠中心滚动配合设置空心球。所述的地轴进动原理演示与定量测量实验仪，其特征在于所述左实心横梁上设置平衡锤滑槽，所述平衡锤通过连接杆设置在平衡锤滑槽中，并通过设置的平衡锤锁紧螺母固定。所述的地轴进动原理演示与定量测量实验仪，其特征在于所述支撑杆通过设置的横梁锁紧螺母与右空心横梁固定。所述的地轴进动原理演示与定量测量实验仪，其特征在于所述游标尺拉杆上设置用于调节长度的螺旋调节杆，所述游标尺拉杆底部固定设置用于固定副尺的固定架。所述的地轴进动原理演示与定量测量实验仪，其特征在于所述转动轮中设置一组辐条，所述辐条上固定设置挡光杆。所述的地轴进动原理演示与定量测量实验仪，其特征在于所述电机和光电圈数计数器光电门电路连接控制器，所述控制器包括电机通断开关和计数器系统。所述的地轴进动原理演示与定量测量实验仪，其特征在于所述主尺通过设置的固定环固定在立柱上。所述的地轴进动原理演示与定量测量实验仪，其特征在于所述控制器上设有显示时间和转动圈数的显示荧光屏、控制器电源开关按钮、电机开关按钮和计数器按钮。上述的地轴进动原理演示与定量测量实验仪，结构简单，设计合理，本技术通过移动平衡锤在平衡锤滑槽中移动，来改变横梁(犹如地球的自转轴)相对于水平面(犹如黄道平面)的倾角，即转动轮所在平面相对于水平面的倾角(犹如地球赤道平面相对于黄道平面的倾角)；本技术控制电机带动转动轮转动，固定于转动轮上的挡光杆在随其转动轮转动过程中，通过对光电圈数计数器光电门连续挡光，控制器就会显示转动轮累加所转过圈数；本技术通过电机带动转动轮一起转动，横梁(相当于地轴)随之进动，横梁带动支撑杆一起进动，副尺也随之顺时针进动，得到转动轮转动的圈数，游标尺读数，最后计算出地轴进动一周所需的时间。本技术既能定性地演示地轴进动，又能定量地测量地轴进动一圈所用时间，该实验仪用于教学中会使学生容易弄清楚地球进动的奥秘与其中深刻道理。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术中横梁的结构示意图；图3为本技术中轮轴框架、滚轮和空心球的结构示意图；图4本技术中转动轮的结构示意图；图5为本技术中游标尺拉杆的结构示意图；图6为本技术中主、副尺的结构示意图；图7为本技术中主、副尺的精度原理示意图；图8为本技术中控制器的面板示意图。图中1_平衡锤；2_连接杆；3_平衡锤锁紧螺母；4-横梁；4a_左实心横梁；4b_右空心横梁；4c-平衡锤滑槽；5_横梁锁紧螺母；6_支撑杆；7_空心球；8_滚珠；9_固定环；10-主尺；11-固定螺丝；12-游标尺拉杆；12a-固定架；13_螺旋调节杆；14_副尺；15_电机；16-光电圈数计数器光电门；17-转动轮；17a-辐条；17b_挡光杆；18-转动轮锁紧螺母；19-电源线；20-立柱；21-底座；22-控制器；2201-显示荧光屏；2202_控制器电源开关按钮；2203_电机开关按钮；2204_计数器按钮；23_轮轴框架。具体实施方式以下结合说明书附图来进一步说明本技术。如图所示,地轴进动原理演示与定量测量实验仪包括底座21,底座21上固定设置立柱20。立柱20的柱身上通过设置的固定环9固定环形的主尺10。立柱20的顶端上固定设置轮轴框架23，轮轴框架23中设置一圈滚珠8，一圈滚珠8中心设置空心球7。轮轴框架23、滚珠8和空心球7之间采用轴承式结构，使得空心球7能够全方位滚动。空心球7上固定设置支撑杆6，支撑杆6通过设置的横梁锁紧螺母5固定横梁4。横梁4包括相互螺接的左实心横梁4a和右空心横梁4b。左实心横梁4a上设置平衡锤滑槽4c，平衡锤I通过连接杆2设置在平衡锤滑槽4c中，并通过设置的平衡锤锁紧螺母3固定。当平衡锤锁紧螺母3拧松时，平衡锤I可在平衡锤滑槽4c中滑行，以便调整横梁的角度。右空心横梁4b端部固定设置电机15和光电圈数计数器光电门16。电机15的转轴上连接转动轮17，并且转动轮17通过转动轮锁紧螺母18锁紧。转动轮17为圆环形结构，其内部同心设置一组福条17a,福条17a上固定设置挡光杆17b。挡光杆17b用于光电圈数计数器光电门16配合计算转动轮17转动的圈数。右空心横梁4b的梁身上通过设置的横梁锁紧螺母5固定支撑杆6。右空心横梁4b的梁身上还通过固定螺丝11固定游标尺拉杆12。游标尺拉杆12上设置用于调节长度的螺旋调节杆13。游标尺拉杆12底部固定设置固定架12a，固定架12a上固定设置副尺14。副尺14正好与主尺10同心设置并处于同一水平面。地轴进动原理演示与定量测量实验仪还包括一控制器22,控制器22包括电机通断开关和计数器系统，控制器22上设有显示时间和转动圈数的显示荧光屏2201、控制器电源开关按钮2202、电机开关按钮2203和计数器按钮2204。并且控制器22通过电源线19与电机15、光电圈数计数本文档来自技高网...

【技术保护点】
地轴进动原理演示与定量测量实验仪，包括底座（21）及设置在底座（21）上的立柱（20），其特征在于所述立柱（20）上固定设置轮轴框架（23），所述轮轴框架（23）中滚动配合设置空心球（7），所述空心球（7）上固定设置支撑杆（6），所述支撑杆（6）上固定设置横梁（4），所述横梁（4）包括相互螺接的左实心横梁（4a）和右空心横梁（4b），所述左实心横梁（4a）上配合设置平衡锤（1），所述右空心横梁（4b）端部固定设置电机（15）和光电圈数计数器光电门（16），所述电机（15）的转轴连接转动轮（17），所述右空心横梁（4b）上固定设置游标尺拉杆（12），所述游标尺拉杆（12）上连接副尺（14），所述副尺（14）与固定设置在立柱（20）上的主尺（10）处于同一水平面。

【技术特征摘要】
1.地轴进动原理演示与定量测量实验仪，包括底座(21)及设置在底座(21)上的立柱(20),其特征在于所述立柱(20)上固定设置轮轴框架(23)，所述轮轴框架(23)中滚动配合设置空心球(7)，所述空心球(7)上固定设置支撑杆(6)，所述支撑杆(6)上固定设置横梁(4)，所述横梁(4)包括相互螺接的左实心横梁(4a)和右空心横梁(4b)，所述左实心横梁(4a)上配合设置平衡锤(1)，所述右空心横梁(4b)端部固定设置电机(15)和光电圈数计数器光电门(16)，所述电机(15)的转轴连接转动轮(17)，所述右空心横梁(4b)上固定设置游标尺拉杆(12)，所述游标尺拉杆(12)上连接副尺(14)，所述副尺(14)与固定设置在立柱(20)上的主尺(10)处于同一水平面。2.如权利要求1所述的地轴进动原理演示与定量测量实验仪，其特征在于所述轮轴框架(23 )为圆柱体结构，所述轮轴框架(23 )中设置一圈滚珠(8 )，所述一圈滚珠(8 )中心滚动配合设置空心球(7)。3.如权利要求1所述的地轴进动原理演示与定量测量实验仪，其特征在于所述左实心横梁(4a )上设置平衡锤滑槽(4c )，所述平衡锤(I)通过连接杆(2 )设置在平衡锤滑槽(4c )中，并通过设...

【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，张锐波，
类型：实用新型
国别省市：