多功能动力学演示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种用于动力学研究的轨道。滑环在竖直平面圆周运动难以演示，本实用新型专利技术提出一种多功能动力学演示装置，可以用于研究、观察滑环的运动。本实用新型专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：多功能动力学演示装置，其特征是：由直线轨道和两段圆弧轨道依序连接，并且由设置在同一平面的摄像头进行拍摄。本实用新型专利技术可以实现多种实验的演示和研究。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
多功能动力学演示装置
本技术涉及一种用于动力学研究、演示用的轨道。
技术介绍
动力学研究有时候会涉及环状物体的圆周运动，而且，该环状物体套设于圆形轨道(即:受圆形轨道的约束)，且圆形轨道所属平面为竖直平面，可是，现有研究大多是理论研究，缺少相关的装置用于研究这种运动。所述环状物体，被命名为滑环，其为圆环状。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本技术提出一种多功能动力学演示装置，本技术可以用于研究、观察滑环的运动，包括接触情况、运动的分解情况。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是:多功能动力学演示装置，包括:底座4，第一门形支架21，第二门形支架22，滑杆31，摄像头32，第一轨道11，第二轨道12，第三轨道13，套设于所述轨道、用于沿着轨道滑动的滑环5，其特征是:第一轨道11为倾斜的直线轨道，第二轨道12为圆弧形轨道，第三轨道13为圆弧形轨道，第一轨道11、第二轨道12、第三轨道13平滑、固定连接形成轨道整体，且第一轨道11、第二轨道12、第三轨道13处于同一个竖直平面，第一轨道11的低端和第二轨道12连接，第二轨道12为凹弧形轨道，第三轨道13和第二轨道12连接，第三轨道13为凸弧形轨道，第二轨道12相对于第二轨道12的最低点水平对称，第三轨道13相对于第三轨道13的最闻点水平对称，第一门形支架21的下端固定连接于底座4，第一门形支架21所属上杆的中点固定连接轨道整体，第二门形支架22的下端固定连接于底座4，第二门形支架22所属上杆的中点固定连接轨道整体，且第一门形支架21、第二门形支架22分居在轨道整体两端:第一门形支架21和第一轨道11外端连接，第二门形支架22和第三轨道13外端连接，经过第二门形支架22最高点的水平线介于:第二轨道12最低点和第三轨道13最高点之间，滑杆31垂直于底座4，且和底座4固定连接，滑杆31和第三轨道13处于同一个竖直平面，且滑杆31、第一门形支架21、第二门形支架22的水平位置关系为:滑杆31和第一门形支架21之间有第二门形支架22，滑杆31设有沿滑杆31上下滑动的摄像头32。所述第一门形支架21所属上杆是直杆，且平行于底座4，所述第二门形支架22所属上杆是直杆，且平行于底座4。还包括:在第三轨道13和第二门形支架22之间设置的缓冲块6。所述滑环5的质心位置属于其直径，且质心距圆心的长度为:滑环外径的四分之一至二分之一。所述第一轨道11还包括用于反映长度的刻度。本技术为动力学研究装置提出一种新的技术方案。本技术的有益效果是:本技术结构简单，实验效果直观，对动力学的学习者起到了较好的辅助作用，并且成本较低。【附图说明】图1为本技术的正视图。图2为本技术的俯视图。图中11-第一轨道，12-第二轨道，13-第三轨道，21-第一门形支架，22-第二门形支架，31-滑杆，32-摄像头，4-底座，5-滑环，6-缓冲块。【具体实施方式】下面结合附图，对本技术的设计和使用进一步说明。参见附图1，是本技术的正视图，附图2是本技术的俯视图，这两幅附图表示了本技术的结构:多功能动力学演示装置，包括:底座4，第一门形支架21，第二门形支架22，滑杆31，摄像头32，第一轨道11，第二轨道12，第三轨道13，套设于所述轨道、用于沿着轨道滑动的滑环5，其特征是:第一轨道11为倾斜的直线轨道，第二轨道12为圆弧形轨道，第三轨道13为圆弧形轨道，第一轨道11、第二轨道12、第三轨道13平滑、固定连接形成轨道整体，且第一轨道11、第二轨道12、第三轨道13处于同一个竖直平面，第一轨道11的低端和第二轨道12连接，第二轨道12为凹弧形轨道，第三轨道13和第二轨道12连接，第三轨道13为凸弧形轨道，第二轨道12相对于第二轨道12的最低点水平对称，第三轨道13相对于第三轨道13的最闻点水平对称，第一门形支架21的下端固定连接于底座4，第一门形支架21所属上杆的中点固定连接轨道整体，第二门形支架22的下端固定连接于底座4，第二门形支架22所属上杆的中点固定连接轨道整体，且第一门形支架21、第二门形支架22分居在轨道整体两端:第一门形支架21和第一轨道11外端连接，第二门形支架22和第三轨道13外端连接，经过第二门形支架22最高点的水平线介于:第二轨道12最低点和第三轨道13最高点之间，滑杆31垂直于底座4，且和底座4固定连接，滑杆31和第三轨道13处于同一个竖直平面，且滑杆31、第一门形支架21、第二门形支架22的水平位置关系为:滑杆31和第一门形支架21之间有第二门形支架22，滑杆31设有沿滑杆31上下滑动的摄像头32。本技术可以是这样的:所述第一门形支架21所属上杆是直杆，且平行于底座4，所述第二门形支架22所属上杆是直杆，且平行于底座4。本技术还可以是这样的:还包括:在第三轨道13和第二门形支架22之间设置的缓冲块6。本技术还可以是这样的:所述滑环5的质心位置属于其直径，且质心距圆心的长度为:滑环外径的四分之一至二分之一。本技术还可以是这样的:所述第一轨道11还包括用于反映长度的刻度。接下来对技术做进一步的解释:摄像头属于现有技术，相关领域技术人员应当知晓:1，利用电脑或者电视机或者投影仪可以把摄像头拍摄的画面显示出来。2，处理摄像头拍摄的画面，可以获悉被摄像物体的位置，从而获悉速度、加速度等物理量。3，摄像头具有一定的视角，还有一些摄像头的视角可调。滑杆31设有沿滑杆31上下滑动的摄像头32，这是相关领域技术人员不经过创造性劳动就可以实现的，比如用卡子固定，比如用绳子捆绑，比如用橡皮筋捆绑，这样操作有两个好处:1，便于改变摄像头32在滑杆31的位置，2，若需要固定摄像头32的位置，也容易固定。门形支架由三根杆组成，两根平行，第三根(被命名为上杆)和另外两根垂直，在本技术中，底座4的位置为最下方，门形支架的两根平行杆和底座固定连接，门形支架所属的上杆用于连接轨道。凸弧形轨道的形状也被称为拱桥的形状，是向上方凸起的弧形。凹弧形轨道:凸弧形拱桥在水中的倒影形状就是凹弧形。相关领域技术人员应当知晓本技术所述的轨道适宜使用截面为圆形的材料制作。比如用截面为圆形的钢筋 制成本技术所述的轨道，并且尽可能减少摩擦。第一轨道(11 )、第二轨道(12)、第三轨道(13)平滑、固定连接形成轨道整体，这句话的意思是:连接处不要有棱角。棱角会严重影响滑环的运动。可以用一根钢筋制弯成轨道整体，就可以很好的保证平滑。如果用三根钢筋分别制作轨道，然后焊接、打磨，很浪费时间，并且加工精度也很难得到保证。使用方法可以是这样的:调整摄像头32在滑杆31的高度，使摄像头32拍摄的中心位置对着第三轨道13的最闻点，然后，把滑环5从第一轨道11的某个位置释放，若滑环5经过第三轨道13最高点时速度较小，可以看到:滑环5中间孔的上部分接触了第三轨道13，若滑环5经过第三轨道13最高点时速度较大，可以看到:滑环5中间孔的下部分接触了第三轨道13，若滑环5经过第三轨道13最高点时速度为某一速度时，可以看到:滑环5中间孔和第三轨道13没有接触。接触反映了弹力的方向。对第三轨道13最高点而言，滑环5不接触第三轨道最高点的速度大小是和第三轨道13本文档来自技高网...

【技术保护点】
多功能动力学演示装置，包括：底座（4），第一冂形支架（21），第二冂形支架（22），滑杆（31），摄像头（32），第一轨道（11），第二轨道（12），第三轨道（13），套设于所述轨道、用于沿着轨道滑动的滑环（5），其特征是：第一轨道（11）为倾斜的直线轨道，第二轨道（12）为圆弧形轨道，第三轨道（13）为圆弧形轨道，第一轨道（11）、第二轨道（12）、第三轨道（13）平滑、固定连接形成轨道整体，且第一轨道（11）、第二轨道（12）、第三轨道（13）处于同一个竖直平面，第一轨道（11）的低端和第二轨道（12）连接，第二轨道（12）为凹弧形轨道，第三轨道（13）和第二轨道（12）连接，第三轨道（13）为凸弧形轨道，第二轨道（12）相对于第二轨道（12）的最低点水平对称，第三轨道（13）相对于第三轨道（13）的最高点水平对称，第一冂形支架（21）的下端固定连接于底座（4），第一冂形支架（21）所属上杆的中点固定连接轨道整体，第二冂形支架（22）的下端固定连接于底座（4），第二冂形支架（22）所属上杆的中点固定连接轨道整体，且第一冂形支架（21）、第二冂形支架（22）分居在轨道整体两端：第一冂形支架（21）和第一轨道（11）外端连接，第二冂形支架（22）和第三轨道（13）外端连接，经过第二冂形支架（22）最高点的水平线介于：第二轨道（12）最低点和第三轨道（13）最高点之间，滑杆（31）垂直于底座（4），且和底座（4）固定连接，滑杆（31）和第三轨道（13）处于同一个竖直平面，且滑杆（31）、第一冂形支架（21）、第二冂形支架（22）的水平位置关系为：滑杆（31）和第一冂形支架（21）之间有第二冂形支架（22），滑杆（31）设有沿滑杆（31）上下滑动的摄像头（32）。...

【技术特征摘要】
1.多功能动力学演示装置，包括:底座(4)，第一门形支架(21)，第二门形支架(22)，滑杆(31)，摄像头(32)，第一轨道(11)，第二轨道(12)，第三轨道(13)，套设于所述轨道、用于沿着轨道滑动的滑环(5)，其特征是: 第一轨道(11)为倾斜的直线轨道，第二轨道(12)为圆弧形轨道，第三轨道(13)为圆弧形轨道， 第一轨道(11)、第二轨道(12)、第三轨道(13)平滑、固定连接形成轨道整体，且第一轨道(11)、第二轨道(12)、第三轨道(13)处于同一个竖直平面， 第一轨道(11)的低端和第二轨道(12)连接，第二轨道(12)为凹弧形轨道，第三轨道(13)和第二轨道(12)连接，第三轨道(13)为凸弧形轨道， 第二轨道(12)相对于第二轨道(12)的最低点水平对称，第三轨道(13)相对于第三轨道(13)的最闻点水平对称， 第一门形支架(21)的下端固定连接于底座(4)，第一门形支架(21)所属上杆的中点固定连接轨道整体，第二门形支架(22)的下端固定连接于底座(4)，第二门形支架(22)所属上杆的中点固定连接轨道整体，且第一门形支架(21)、第二门形支架(22)分居在轨道整体两端:第一门形支架(21)和第一轨道(11)外端连接，第二门形支架(22)和第三轨道(13)外端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈廷，
申请(专利权)人：陈廷，
类型：实用新型
国别省市：