CN103903495B - 小球轨迹演示器 - Google Patents

Abstract

本发明给出了一种小球轨迹演示器，它包括竖直放置的安装板、两条演示轨道、分道组件、提升组件、回收通道，两条演示轨道分别为第一演示轨道和第二演示轨道；分道组件固定在安装板上，分道组件包括右侧的公共斜导轨和左侧的分道器；第一演示轨道包括漏斗状导轨、第一斜导轨、竖直导轨和迂回导轨；第二演示轨道包括转向导轨、第二斜导轨和环形导轨；回收通道固定在安装板下部，回收通道的左端水平位置高于右端水平位置；风铃上部与安装板铰接；提升组件固定在安装板的右侧，提升组件包括链条和上下两个链轮，链条上固定有若干提升爪；拨动件固定在安装板上。小球分次进入第一演示轨道或者第二演示轨道，在轨道内完成机械的运动和能量的转换。

Description

小球轨迹演示器

技术领域

本发明涉及一种小球轨迹演示器。

背景技术

在教学实验中经常使用小球轨迹演示器来向学生阐述小球的运动轨迹特性和能量转换，但是目前的小球轨迹演示器只能演示小球单一的运动轨迹，不能同时表现小球多种运动轨迹。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种演示方便、能演示小球多种运动状态的小球轨迹演示器。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种小球轨迹演示器，它包括竖直放置的安装板、两条演示轨道、分道组件、提升组件、回收通道、拨动件和风铃，两条演示轨道分别为第一演示轨道和第二演示轨道；

所述的分道组件固定在安装板的右部上侧，分道组件包括右侧的公共斜导轨和左侧的分道器，公共斜导轨的右端水平位置高于左端水平位置，公共斜导轨的左端与分道器相连通，分道器开有凹槽，凹槽内铰接有分道板，分道板将凹槽隔成左、右走向的第一通道和第二通道，第一通道的左端对应有第一出口，第二通道的左端对应有第二出口；

所述的第一演示轨道固定在安装板上，第一演示轨道包括漏斗状导轨、第一斜导轨、竖直导轨和迂回导轨，竖直放置的漏斗状导轨上端口对准分道组件的第一出口，漏斗状导轨下端口对准放置在其下侧的第一斜导轨左端口，第一斜导轨的左端水平位置高于右端水平位置，第一斜导轨右端口对准竖直导轨的上端口，竖直导轨的下端口对准迂回轨道的上端口；

所述的第二演示轨道固定在安装板上，第二演示轨道包括转向导轨、第二斜导轨和环形导轨，转向导轨的上端口对准分道组件的第二出口，转向导轨的中部有向右侧的折弯，转向导轨的右端口对准第二斜导轨的右端口，第二斜导轨的右端水平位置高于左端水平位置，第二斜导轨的左端口对准环形导轨的右端口；

左、右走向的回收通道固定在安装板下部，回收通道的左端水平位置高于右端水平位置；所述的风铃上部与安装板铰接，风铃的下部处于回收通道的左端，迂回轨道的下端口伸入回收通道内，并且迂回轨道的下端口对准风铃，环形导轨的左端口伸入回收通道内，环形导轨的左端口对准风铃；

提升组件固定在安装板的右侧，提升组件包括相互配合的链条和上下两个链轮，链条上固定有若干提升爪，所述提升爪分别经过回收通道右端和分道组件的公共斜导轨右端；

拨动件固定在安装板上，拨动件的下端延伸至分道组件的公共斜导轨内，且拨动件的下端对准提升组件的提升爪位置。

采用这样的结构后，调节分道器中的分道板，指定小球经过分道器经过第一通道或者第二通道，进而控制小球以后滚入第一演示轨道或者第二演示轨道，利用分道组件将两条演示轨道整合至本小球轨迹演示器内，不仅节约了空间，而且使得本小球轨迹演示器结构更为合理；

小球经过分道组件后落入第一演示轨道中，第一演示轨道可以演示小球的平抛运动、直线运动、自由落体运动和螺旋运动等；同样，小球经过分道组件后落入第二演示轨道中，第二演示轨道可以演示小球的直线运动、圆周运动、和斜抛运动等；

小球经过第一演示轨道或者第二演示轨道落入回收通道内，此过程中，小球因下落产生动能，最终撞击在处于回收通道左端的风铃上，发出撞击声；

然后，小球滚动至回收通道右端，并抵靠在提升组件的链条上，转动链轮，链条上的提升爪将小球提升；

小球升至与拨动件下端接触，并随着链条带动小球不断提升，拨动件将提升爪内的小球推入分道组件的公共斜导轨内，再次滚过分道组件进入第一演示轨道或者第二演示轨道；如此循环，使本小球轨迹演示器能不断演示，转动链轮将小球提升至高势能点，小球分次进入第一演示轨道或者第二演示轨道，并在轨道内完成机械的运动和能量的转换。

本小球轨迹演示器的任意一个链轮上安装有手柄；采用这样的结构后，方便链条运及提升爪运动。

本小球轨迹演示器的公共斜导轨、漏斗状导轨、第一斜导轨、竖直导轨、迂回导轨、转向导轨、第二斜导轨、环形导轨和回收通道都采用钢丝构成的框架架构；采用这样的结构后，方便观察小球在各个导轨内的运动轨迹。

附图说明

图1是本小球轨迹演示器实施例的结构示意图之一。

图2是本小球轨迹演示器实施例的立体图。

图3是本小球轨迹演示器实施例分道器的结构示意图。

图4是本小球轨迹演示器实施例的结构示意图之二。

图5是本小球轨迹演示器实施例的结构示意图之三。

具体实施方式

如图1至5所示(为了更清楚直观的表现本小球轨迹演示器的结构，图4为本小球轨迹演示器省略了第二演示轨道4的结构示意图；图5为本小球轨迹演示器省略了第一演示轨道3的结构示意图。)

本小球轨迹演示器包括竖直放置的安装板1、两条演示轨道、分道组件、提升组件、回收通道5、拨动件9和风铃6，两条演示轨道分别为第一演示轨道3和第二演示轨道4。

分道组件通过支架11固定在安装板1前侧面的上部右侧，分道组件包括右侧的公共斜导轨21和左侧的分道器22，公共斜导轨21的右端水平位置高于左端水平位置，公共斜导轨21的左端与分道器22相连通，分道器22的右端水平位置高于左端水平位置，分道器22开有凹槽23，凹槽23内设置有分道板24，分道板24包括第一板体24a、第二板体24b和第三板体24c，第一板体24a、第二板体24b和第三板体24c的共同连接处通过销轴24d连接在凹槽23底部，第一板体24a延伸至凹槽23的右部，当第一板体24a抵靠在凹槽23前侧壁时，小球8可以通过第二板体24b与凹槽23后侧壁之间形成第一通道25，第一通道25的左端对应有第一出口25a，当第一板体24a抵靠在凹槽23的后侧壁时，小球8可以通过第三板体24c与凹槽23前侧壁之间形成第二通道26，第二通道26的左端对应有第二出口26a。

第一演示轨道3通过支架11固定在安装板1前侧面，第一演示轨道3包括漏斗状导轨31、第一斜导轨32、竖直导轨33和迂回导轨34，竖直放置的漏斗状导轨31上端口处于分道组件的第一出口25a下侧，第一斜导轨32固定在漏斗状导轨31下侧，漏斗状导轨31下端口对准第一斜导轨32左端口，第一斜导轨32的左端水平位置高于右端水平位置，第一斜导轨32右端口对准竖直导轨33的上端口，竖直导轨33的下端口对准迂回导轨34的上端口。

第二演示轨道4通过支架11固定在安装板1前侧面，第二演示轨道4包括转向导轨41、第二斜导轨42和环形导轨43，转向导轨41固定在处于分道组件的第二出口26a下侧，且转向导轨41的上端口对准分道组件的第二出口26a，转向导轨41的中部有向右侧的折弯，转向导轨41的中部水平的位置高于右端的水平位置，第二斜导轨42固定在转向导轨41的下侧，第二斜导轨42的右端口对准转向导轨41的右端口，第二斜导轨42的右端水平位置高于左端的水平位置，环形导轨43固定在第二斜导轨42左侧，且第二斜导轨42的左端口对准环形导轨43的右端口。

左、右走向的回收通道5通过支架11固定在安装板1前侧面下部，回收通道5的左端水平位置高于右端水平位置。

上述的公共斜导轨21、漏斗状导轨31、第一斜导轨32、竖直导轨33、迂回导轨34、转向导轨41、第二斜导轨42、环形导轨43和回收通道5都采用钢丝构成的框架架构。

风铃6通过支架11设置在安装板1上，风铃6上部与支架11之间铰接，风铃6的下部伸入回收通道5的左端。

迂回导轨34的下端口伸入回收通道5内，并且迂回导轨34的下端口对准风铃6；环形导轨43的左端口也伸入回收通道5内，环形导轨43的左端口对准风铃6。

提升组件通过支架11固定在安装板1的前侧面右部，提升组件包括相互配合的链条71和上下两个链轮73，链条71安装在两个链轮73上，下侧的链轮73上安装有手柄73a，链条71上固定有八个提升爪72，提升爪72由两个爪体构成，两个爪体固定对应链条71的前、后两侧，两个爪体向链条71外侧伸出，每个爪体靠近链条71位置的水平高度低于远离链条71位置的水平高度，提升爪72分别经过回收通道5右端和分道组件的公共斜导轨21右端。

拨动件9固定在安装板1上，拨动件9向下延伸至分道组件的公共斜导轨21内，且拨动件9向下延伸对准提升组件的提升爪72位置，拨动件9在触碰小球8后引导小球8向公共斜导轨21移动。

使用时，小球8滚动至回收通道5右端，并抵靠在提升组件的链条71上，转动手柄73a，带动链轮73转动，进而链条71上的提升爪72将小球8提升，小球8升至与拨动件9下端接触，并随着链条71带动小球8不断提升，拨动件9将提升爪72内的小球8推入分道组件的公共斜导轨21内，调节分道器22中的分道板24，指定小球8经过分道器22经过第一通道25或者第二通道26，进而控制小球8以后滚入第一演示轨道3或者第二演示轨道4；

如果小球8经过分道组件的第一出口25a落入第一演示轨道3的漏斗状导轨31上端口，演示小球8的平抛运动；小球8经过漏斗状导轨31进入第一斜导轨32，小球8在第一斜导轨32滚动，演示小球8的直线运动；小球8经过第一斜导轨32进入竖直导轨33中，小球8在竖直导轨33中演示自由落体运动；小球8经过竖直导轨33进入迂回导轨34中，小球8进入迂回导轨34后演示螺旋运动；

如果小球8经过分道组件的第二出口26a滚入第二演示轨道4的转向导轨41上端口，小球8经过转向导轨41进入第二斜导轨42中，小球8在第二斜导轨42中演示其直线运动轨迹；小球8经过第二斜导轨42进入环形导轨43中，小球8在环形导轨43中演示其圆周运动轨迹；小球8从环形导轨43的左端口滚出并做斜抛运动；

小球8经过第一演示轨道3或者第二演示轨道4进入回收通道5内，此过程中，小球8因下落产生动能，最终撞击在处于回收通道5左端的风铃6上，发出撞击声；

本小球轨迹演示器将小球8提升至高势能点，小球8分次进入第一演示轨道3或者第二演示轨道4，并在轨道内完成机械的运动和能量的转换。

以上所述的仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种小球轨迹演示器，其特征为：它包括竖直放置的安装板、两条演示轨道、分道组件、提升组件、回收通道、拨动件和风铃，两条演示轨道分别为第一演示轨道和第二演示轨道；

所述的分道组件固定在安装板的右部上侧，分道组件包括右侧的公共斜导轨和左侧的分道器，公共斜导轨的右端水平位置高于左端水平位置，公共斜导轨的左端与分道器相连通，分道器开有凹槽，凹槽内铰接有分道板，分道板将凹槽隔成左、右走向的第一通道和第二通道，第一通道的左端对应有第一出口，第二通道的左端对应有第二出口；

所述的第一演示轨道固定在安装板上，第一演示轨道包括漏斗状导轨、第一斜导轨、竖直导轨和迂回导轨，竖直放置的漏斗状导轨上端口对准分道组件的第一出口，漏斗状导轨下端口对准放置在其下侧的第一斜导轨左端口，第一斜导轨的左端水平位置高于右端水平位置，第一斜导轨右端口对准竖直导轨的上端口，竖直导轨的下端口对准迂回导轨的上端口；

所述的第二演示轨道固定在安装板上，第二演示轨道包括转向导轨、第二斜导轨和环形导轨，转向导轨的上端口对准分道组件的第二出口，转向导轨的中部有向右侧的折弯，转向导轨的右端口对准第二斜导轨的右端口，第二斜导轨的右端水平位置高于左端水平位置，第二斜导轨的左端口对准环形导轨的右端口；

左、右走向的回收通道固定在安装板下部，回收通道的左端水平位置高于右端水平位置；所述的风铃上部与安装板铰接，风铃的下部处于回收通道的左端，迂回导轨的下端口伸入回收通道内，并且迂回导轨的下端口对准风铃，环形导轨的左端口伸入回收通道内，环形导轨的左端口对准风铃；

提升组件固定在安装板的右侧，提升组件包括相互配合的链条和上下两个链轮，链条上固定有若干提升爪，所述提升爪分别经过回收通道右端和分道组件的公共斜导轨右端；

拨动件固定在安装板上，拨动件的下端延伸至分道组件的公共斜导轨内，且拨动件的下端对准提升组件的提升爪位置。

2.根据权利要求1所述的小球轨迹演示器，其特征是：两个链轮中的任意一个链轮上安装有手柄。

3.根据权利要求1所述的小球轨迹演示器，其特征是：所述的公共斜导轨、漏斗状导轨、第一斜导轨、竖直导轨、迂回导轨、转向导轨、第二斜导轨、环形导轨和回收通道都采用钢丝构成的框架架构。