CN106370200B - 车的运动参数测量装置 - Google Patents

Abstract

车的运动参数测量装置属于运动参数测量领域。现有技术中，很难绘制运动图像，为了弥补现有技术的空缺，本发明提出：车的运动参数测量装置，包括第一轨道，其特征是：还包括第二轨道，第二轨道上部设置有第二小车，一根弹性绳连接挡板和第二小车；第二小车上部设有电动机，第一小车还设有一个弯曲成圆弧形的圆形管道，还有一根弹簧圆管；弹簧圆管被圆形管道套设；弹簧圆管内部设有一根圆杆，弹簧圆管的上端，沿着弹簧圆管的径向设有一支笔。本发明为运动试验描绘加速度、位移提供了新的技术方案。

Description

车的运动参数测量装置

技术领域

本发明属于运动参数测量领域。尤其是测量小车的运动参数。

背景技术

测量运动参数是非常重要的测量工作。比如加速度，比如位移。尤其在运动试验中，常常需要测量小车的加速度和位移，现有技术中，很难同时绘制加速度、位移和时间的图像，或者是即使得到了图像，图像也不是直接得到的。

发明内容

为了弥补现有技术的空缺，本发明提出：

1，车的运动参数测量装置，包括第一轨道，第一轨道为直轨道，第一轨道设置有第一小车，第一轨道用于约束第一小车运动，其特征是：还包括第二轨道，第二轨道为直轨道，第二轨道平行于第一轨道，第二轨道和第一小车固定连接，第二轨道设置于第一小车上部，第二轨道上部设置有第二小车，第二轨道用于约束第二小车运动；

第一小车还设有竖直的挡板，挡板和第一小车固定连接，一根弹性绳连接挡板和第二小车；

第二小车上部设有电动机，电动机和第二小车固定连接，电动机的转轴轴线平行于第二轨道；

第一小车还设有一个弯曲成圆弧形的圆形管道，圆形管道和第一小车固定连接，圆形管道的轴线所属平面为竖直平面；

圆形管道的下端开口，其切线为水平方向，圆形管道的上端开口，其切线方向为竖直方向；

还有一根弹簧圆管；弹簧圆管的下端套入电动机的转轴，弹簧圆管下端圆心所在位置和电动机转轴轴线重合；

弹簧圆管被圆形管道套设；弹簧圆管延伸出圆形管道的上端开口；弹簧圆管轴线所属平面为竖直平面；

在圆形管道上方，弹簧圆管内部设有一根圆杆，圆杆的横截面为圆形，圆杆轴线所在直线为竖直方向；圆杆和第一小车固定连接，圆杆的轴线和弹簧圆管的轴线重合，

弹簧圆管的上端，沿着弹簧圆管的径向设有一支笔，笔尖背离圆心，笔和弹簧圆管为固定连接；弹簧圆管的上端，还设有一个配重，配重和弹簧圆管为固定连接；配重和弹簧圆管的连接点、弹簧圆管的圆心、笔和弹簧圆管的连接点，这三点位于同一直径。

进一步的，还包括用于牵拉第一小车运动的牵引绳。

进一步的，还包括用于让笔描点的平板。

本发明为运动试验描绘加速度、位移提供了新的技术方案。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明的局部俯视图。

图4为本发明绘制的图像示意图。

图中：1-第一轨道，2-第二轨道，3-第一小车，4-第二小车，5-挡板，6-弹性绳，7-电动机，8-弹簧圆管，9-圆形管道，10-笔，11-圆杆，12-配重，13-固定杆，14-牵引绳。

具体实施方式

因为本发明部件较多，为了更好的看清楚附图，附图1没有标注附图标记。和附图1相同的附图，但是标注有附图标记的图是图2。图2是本发明的结构示意图。图中：

车的运动参数测量装置，包括第一轨道1，第一轨道1为直轨道，第一轨道1设置有第一小车3，第一轨道1用于约束第一小车3运动，这里所谓约束就是指让小车不要脱轨，让小车沿着直线运动。

其特征是：还包括第二轨道2，第二轨道2为直轨道，第二轨道2平行于第一轨道1，第二轨道2和第一小车3固定连接，第二轨道2设置于第一小车3上部，第二轨道2上部设置有第二小车4，第二轨道2用于约束第二小车4运动；这里所谓约束就是指让小车不要脱轨，让小车沿着直线运动。

第一小车3还设有竖直的挡板5，挡板5和第一小车3固定连接，一根弹性绳6连接挡板5和第二小车4；弹性绳6可以是橡皮筋，也可以是弹簧，优选弹簧。

第二小车4上部设有电动机7，电动机7和第二小车4固定连接，电动机7的转轴轴线平行于第二轨道2；

第一小车3还设有一个弯曲成圆弧形的圆形管道9，圆形管道9和第一小车3固定连接，圆形管道9的轴线所属平面为竖直平面；本领域技术人员应当知晓，电动机7需要电池，一般情况下还设置有开关，有时候还设置有控制器，控制器用来调整转速。电池、控制器都和电动机7相对静止，也就是说电池、控制器也设置于第二小车4。虽然电池作为必要的部件，但是，是可以不写出来的，就如同不写导线也没有人会质疑为什么不说明有导线，因为这都是本领域最最最基础的知识了。圆形管道9位于第一小车3的上方。因为圆形管道9是弯曲成圆弧形，所以，圆形管道9的轴线不是一条直线，而是一条曲线，曲线可以确定一个平面。

圆形管道9的下端开口，其切线为水平方向，意思是说，下端开口的朝向是水平方向。当然，这个时候，第一轨道1是水平设置的，第一小车3的上部是水平面，第二轨道2也是水平的。

圆形管道9的上端开口，其切线方向为竖直方向；意思是说，上端开口的朝向是竖直向上的。

还有一根弹簧圆管8；弹簧圆管8的下端套入电动机7的转轴，弹簧圆管8下端圆心所在位置和电动机7转轴轴线重合，意思是说，让电动机7带动弹簧圆管8转动；弹簧圆管8：把弹性丝按照半径相同的圆形绕制而成的，这样形状的弹簧是常见的，比如疏通下水道用的弹簧圆管8。本发明所述的弹簧圆管8的绕制方式不是指半径越来越大的绕制方式，而是呈圆筒状绕制而成的。

弹簧圆管8被圆形管道9套设；弹簧圆管8延伸出圆形管道9的上端开口；弹簧圆管8轴线所属平面为竖直平面；弹簧圆管8一部分设置在圆形管道9内，弹簧圆管8的运动就被限制在圆形管道9内，因为圆形管道9弯曲成圆弧形，而不是折成直角，所以，弹簧圆管8就可以在圆形管道9内来回抽动，而不会被卡住或者顶住。

在圆形管道9上方，弹簧圆管8内部设有一根圆杆11，圆杆11的横截面为圆形，圆杆11轴线所在直线为竖直方向；圆杆11和第一小车3固定连接，圆杆11的轴线和弹簧圆管8的轴线重合。圆形管道9上方会伸出弹簧圆管8，弹簧圆管8在转动，所以，弹簧圆管8不易偏离弹簧圆管8的轴线，但是，为了更严格的让弹簧圆管8不偏离弹簧圆管8的轴线，就给弹簧圆管8内部设置一根直的杆，为了让弹簧圆管8旋转的时候更顺畅，这个直的杆，其截面为圆形，这个杆被命名为圆杆11。设置圆杆11的方法很多，比如可以用附图2的那样的方式：利用一个刚性杆连接圆杆11。

弹簧圆管8的上端，沿着弹簧圆管8的径向设有一支笔10，笔10尖背离圆心，笔10和弹簧圆管8为固定连接；进一步的，弹簧圆管8的上端，还设有一个配重12，配重12和弹簧圆管8为固定连接；配重12和弹簧圆管8的连接点、弹簧圆管8的圆心、笔10和弹簧圆管8的连接点，这三点位于同一直径。

笔10的作用是用来绘图。笔10尖经过的板面会留下印记。这里的笔10，可以是油笔，可以是中性笔，可以是蜡笔，也可以是木炭笔，也可以是尖端类似于针的刺状物，因为刺状物可以划出痕迹。

参见附图3，是弹簧圆管8的顶端开口的俯视图。配重12的作用是防止弹簧圆管8在转动的时候乱甩。本领域技术人员看了本发明的介绍材料以后，应当知晓，弹簧圆管8在转动的时候，圆心就是其质心，这样才不会乱甩。

进一步的，还包括用于牵拉第一小车3运动的牵引绳14。

进一步的，还包括用于让笔10描点的平板。

图中还可以看出来，第二小车4位于圆形管道9的下端和挡板5之间。

为了固定圆形管道9，可以：第一小车3还设有一根固定杆13，固定杆13和第一小车3固定连接，固定杆13的一端和第一小车3固定连接，固定杆13的另一端和圆形管道9固定连接，固定杆13用于固定圆形管道9的位置。

使用方法：为方便表述起见，请参见附图2所示，让电动机7转动，带动弹簧圆管8一起转动，然后，让第一小车3加速运动，那么，弹性绳6就会伸长，那么，弹簧圆管8的上端就会进一步向上。弹簧圆管8的上端上升多少取决于加速度的大小。本领域技术人员看了本发明的介绍材料以后应当知晓本发明在需要的地方要尽可能减小摩擦。

让小车加速的方法很多，比如牵拉牵引绳14，让第一小车3加速。

电动机7在转动的过程中，优选转速不变的电动机7。当然，更好的方式是选择转速可以调节的电动机7。需要注意的是，本领域技术人员不会认为本段表述有矛盾。比如电风扇，有多个挡位，这就叫转速可以调节，确定挡位以后，转速就不变。

既然转速不变，那么，在本发明所述装置的侧面固定一个平板，平板所在平面为竖直平面，那么，笔10就会在平板表面留下印记。本领域技术人员应当知晓，要调整平板和笔10尖的距离，以便让笔10可以在平板留下印记，并且不得让配重在平板留下印记，也就是说，配重距圆心较近，笔用于书写的那一端距离圆心较远。

参见附图4，是留下印记后作图的示意图。图中可以显示很多物理量，也就是说可以表达多种参数：1，加速度变化的情况。2，位移随时间变化的情况。3，因为电动机7转速恒定，所以，相邻两点的时间间隔相同，根据时间间隔，就可以判断速度的情况。4，知道了位移、速度、加速度、时间，就知道了第一小车3所有的运动学参数，而且，这些参数表现于图像，并且图像是直接由运动物体绘制的。5，可以建立上述参数之间的关系。这5条也是本发明达到的技术效果，并且是可以同时达到的技术效果。

利用这个简单的装置，可以了解所有运动学参数之间的关系，或者说能够让所有运动学参数建立起联系，这真的是很了不起。

Claims (1)

1.车的运动参数测量装置，包括第一轨道，第一轨道为直轨道，第一轨道设置有第一小车，第一轨道用于约束第一小车运动，其特征是：还包括第二轨道，第二轨道为直轨道，第二轨道平行于第一轨道，第二轨道和第一小车固定连接，第二轨道设置于第一小车上部，第二轨道上部设置有第二小车，第二轨道用于约束第二小车运动；

第一小车还设有竖直的挡板，挡板和第一小车固定连接，一根弹性绳连接挡板和第二小车；

第二小车上部设有电动机，电动机和第二小车固定连接，电动机的转轴轴线平行于第二轨道；

第一小车还设有一个弯曲成圆弧形的圆形管道，圆形管道和第一小车固定连接，圆形管道的轴线所属平面为竖直平面；

圆形管道的下端开口，其切线为水平方向，圆形管道的上端开口，其切线方向为竖直方向；

还有一根弹簧圆管；弹簧圆管的下端套入电动机的转轴，弹簧圆管下端圆心所在位置和电动机转轴轴线重合；

弹簧圆管被圆形管道套设；弹簧圆管延伸出圆形管道的上端开口；弹簧圆管轴线所属平面为竖直平面；

在圆形管道上方，弹簧圆管内部设有一根圆杆，圆杆的横截面为圆形，圆杆轴线所在直线为竖直方向；圆杆和第一小车固定连接，圆杆的轴线和弹簧圆管的轴线重合，

弹簧圆管的上端，沿着弹簧圆管的径向设有一支笔，笔尖背离圆心，笔和弹簧圆管为固定连接，所述的笔是木炭笔。