CN203838920U - 一种适用于太空环境的质量测量原理演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种适用于太空环境的质量测量原理演示装置包括：无上盖的中空钢制长方体，在长方体内2个短边侧面上设有3个不在同一平面上的第一限位钢丝；第一弹簧固定在长方体内的一个短边侧面上，并且第一弹簧设在3个第一限位钢丝组成的限位空间内；大钢柱体与第一弹簧相连；3个第一限位钢丝分别与第一钢丝固定环接触连接；在长方体内2个短边侧面上设有3个不在同一平面上的第二限位钢丝；第二弹簧固定在长方体内的一个短边侧面上，并且第二弹簧设在3个第二限位钢丝2组成的限位空间内；小钢柱体与第二弹簧相连；3个第二限位钢丝分别与第二钢丝固定环接触连接。采用本实用新型的技术方案，可以演示太空失重环境下的质量测量原理。

Description

一种适用于太空环境的质量测量原理演示装置

技术领域

本实用新型涉及质量测量的技术领域，尤其涉及一种适用于太空环境的质量测量原理演示装置。

背景技术

太空授课是神舟十号载人飞船飞行任务的亮点，主要内容是由航天员在轨开展失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等科普教育项目。

在地面环境下通常都是通过测重力来测量物体的质量，比如天平、秤等，但在太空中，由于失重，这种质量测量方法已不再适用；目前无法演示太空失重环境下的质量测量原理。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种可以演示太空失重环境下的质量测量原理的装置。

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种适用于太空环境的质量测量原理演示装置包括：无上盖的中空钢制长方体、小钢柱体、大钢柱体、第一弹簧、第二弹簧、3个第一限位钢丝、3个第二限位钢丝、第一钢丝固定环、第二钢丝固定环；

其中，在长方体内2个短边侧面上设有3个不在同一平面上的第一限位钢丝；第一弹簧固定在长方体内的一个短边侧面上，并且第一弹簧设在3个第一限位钢丝组成的限位空间内；大钢柱体与第一弹簧相连；3个第一限位钢丝分别与第一钢丝固定环接触连接；

在长方体内2个短边侧面上设有3个不在同一平面上的第二限位钢丝；第二弹簧固定在长方体内的一个短边侧面上，并且第二弹簧设在3个第二限位钢丝2组成的限位空间内；小钢柱体与第二弹簧相连；3个第二限位钢丝分别与第二钢丝固定环接触连接；

第一钢丝固定环5-1距长方体内的另一个短边侧面的距离与第二钢丝固定环5-2距长方体内的另一个短边侧面的距离相同；第一弹簧3-1与第二弹簧3-2的弹性系数相同，并且左右平行设置。

优选的，小钢柱体通过第一螺杆与第一弹簧连接，大钢柱体通过第二螺杆与第二弹簧连接。

优选的，第一弹簧通过第一弹簧螺杆固定在长方体内的一个短边侧面上，第二弹簧通过第二弹簧螺杆固定在长方体内的一个短边侧面上。

本实用新型的质量测量演示装置，通过选取相同弹性系数的弹簧，放置不同质量的物体，在相同弹簧拉伸行程情况下，物体振荡频率由于质量的不同而不同；从而演示太空失重环境下的质量测量原理。

附图说明

图1为本实用新型的质量测量演示装置结构示意图。

具体实施方式

根据弹簧振动周期公式其中，T为弹簧振动周期，m为物体质量，k为弹簧弹性系数；如果两个相同的弹簧，即弹性系数K值相同，振动周期只与质量m有关，质量越大，周期越长，频率越慢，因此可以根据频率测定质量。

如图1所示，本实用新型提供一种适用于太空环境的质量测量原理演示装置包括：无上盖的中空钢制长方体、大钢柱体1、小钢柱体2、第一弹簧3-1、第二弹簧3-2、3个第一限位钢丝4-1、3个第二限位钢丝4-2、第一钢丝固定环5-1、第二钢丝固定环5-2。

在长方体内2个短边侧面上设有3个不在同一平面上的第一限位钢丝4-1；第一弹簧3-1固定在长方体内的一个短边侧面上，并且第一弹簧3-1设在3个第一限位钢丝4-1组成的限位空间内，限位空间的内径略大于大钢柱体的直径，采用第一限位钢丝4-1用于保证第一弹簧稳定性；大钢柱体1与第一弹簧3-1相连；3个第一限位钢丝4-1分别与第一钢丝固定环5-1接触连接。

在长方体内2个短边侧面上设有3个不在同一平面上的第二限位钢丝4-2；第二弹簧3-2固定在长方体内的一个短边侧面上，并且第二弹簧3-2设在3个第二限位钢丝4-2组成的限位空间内，限位空间的内径略大于小钢柱体的直径，采用第二限位钢丝4-2用于保证第二弹簧稳定性；小钢柱体2与第二弹簧3-2相连；3个第二限位钢丝4-2分别与第二钢丝固定环5-2接触连接。

第一钢丝固定环5-1距长方体内的另一个短边侧面的距离与第二钢丝固定环5-2距长方体内的另一个短边侧面的距离相同；第一弹簧3-1与第二弹簧3-2的弹性系数相同，并且左右平行设置。

优选的，小钢柱体1通过第一螺杆6-1与第一弹簧3-1连接，大钢柱体2通过第二螺杆6-2与第二弹簧3-2连接，第一弹簧3-1通过第一弹簧螺杆7-1固定在长方体内的一个短边侧面上，第二弹簧3-2通过第二弹簧螺杆7-2固定在长方体内的一个短边侧面上。

优选的，无上盖的中空钢制长方体的长度为270mm，大钢柱体1、小钢柱体2直径为13mm，3根第一限位钢丝4-1或第二限位钢丝4-2组成内径为14mm限位空间，防止弹簧振动失稳。

本实用新型的操作过程如下：将大钢柱体1、小钢柱体2拉至第一钢丝固定环5-1、第二钢丝固定环5-2处并松开，根据相同弹簧状态下不同质量物体振动频率的差异，演示在太空中进行质量测量的方法。

说明书中描述的只是该实用新型的具体实施方式。虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域内熟练的技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (3)

1.一种适用于太空环境的质量测量原理演示装置，其特征在于，包括：无上盖的中空钢制长方体、小钢柱体(1)、大钢柱体(2)、第一弹簧(3-1)、第二弹簧(3-2)、3个第一限位钢丝(4-1)、3个第二限位钢丝(4-2)、第一钢丝固定环(5-1)、第二钢丝固定环(5-2)；

其中，在长方体内2个短边侧面上设有3个不在同一平面上的第一限位钢丝(4-1)；第一弹簧(3-1)固定在长方体内的一个短边侧面上，并且第一弹簧(3-1)设在3个第一限位钢丝(4-1)组成的限位空间内；大钢柱体(1)与第一弹簧(3-1)相连；3个第一限位钢丝(4-1)分别与第一钢丝固定环(5-1)接触连接；

在长方体内2个短边侧面上设有3个不在同一平面上的第二限位钢丝(4-2)；第二弹簧(3-2)固定在长方体内的一个短边侧面上，并且第二弹簧(3-2)设在3个第二限位钢丝(4-2)组成的限位空间内；小钢柱体(2)与第二弹簧(3-2)相连；3个第二限位钢丝(4-2)分别与第二钢丝固定环(5-2)接触连接；

第一钢丝固定环(5-1)距长方体内的另一个短边侧面的距离与第二钢丝固定环(5-2)距长方体内的另一个短边侧面的距离相同；第一弹簧(3-1)与第二弹簧(3-2)的弹性系数相同，并且左右平行设置。

2.如权利要求1所述的一种适用于太空环境的质量测量原理演示装置，其特征在于，小钢柱体(1)通过第一螺杆(6-1)与第一弹簧(3-1)连接，大钢柱体(2)通过第二螺杆(6-2)与第二弹簧(3-2)连接。

3.如权利要求1或2所述的一种适用于太空环境的质量测量原理演示装置，其特征在于，第一弹簧(3-1)通过第一弹簧螺杆(7-1)固定在长方体内的另一个短边侧面上，第二弹簧(3-2)通过第二弹簧螺杆(7-2)固定在长方体内的另一个短边侧面上。