CN206489799U

CN206489799U - 一种离心力探究装置

Info

Publication number: CN206489799U
Application number: CN201720161250.2U
Authority: CN
Inventors: 汪子龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2017-09-12
Anticipated expiration: 2027-02-22

Abstract

本实用新型公开了一种离心力探究装置，涉及物理实验装置领域。它包括保护箱；保护箱上端转动连接有箱盖；保护箱底端中心位置竖直安装有驱动电机；驱动电机的动力输出端水平安装有圆形托盘；圆形托盘上均匀开有三条沿半径方向的滑槽；滑槽内滑动配合有开口向上的承载盒；承载盒远离圆形托盘圆心一端的内壁上安装有压力传感器模块；承载盒内部盛放有金属球；承载盒平行于所在圆形托盘半径的一个侧壁上螺纹连接有锁紧螺钉。本实用新型的有益效果是：使用时，排除重力对实验数据的影响，将各项实验数据参数化，通过控制变量法和收集各项实验数据的具体数值，方便分析离心力与各项相关因素之间的关系；设置有必要的保护措施，进行实验时更加安全。

Description

一种离心力探究装置

技术领域

本实用新型涉及物理实验装置技术领域。

背景技术

传统的离心力实验装置多采用在一根旋转的圆柱上通过长度相同的线绳栓接质量不同的小球和长度不同的线绳栓接质量相同的小球来进行演示。这种方式虽然能够直观的观察到不同的现象，但是没办法深入了解不同现象之间的差距，以及没办法获取实验数据进行分析，不利于探究离心力与各因素之间的关系。另外传统的实验装置缺少必要的保护措施，不利于实验安全的进行。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供一种离心力探究装置。使用时，排除重力对实验数据的影响，将各项实验数据参数化，通过控制变量法和收集各项实验数据的具体数值，方便分析离心力与各项相关因素之间的关系；设置有必要的保护措施，进行实验时更加安全。

本实用新型采用的技术方案是：提供一种离心力探究装置，包括保护箱；保护箱上端转动连接有箱盖；保护箱底端中心位置竖直安装有驱动电机；驱动电机的动力输出端水平安装有圆形托盘；圆形托盘上均匀开有三条沿半径方向的滑槽；滑槽内滑动配合有开口向上的承载盒；承载盒远离圆形托盘圆心一端的内壁上安装有压力传感器模块；压力传感器模块的输出端连接有无线通讯模块；无线通讯模块接收装置的输出端与微型处理器的输入端连接；微型处理器的输出端与驱动电机的控制输入端连接；承载盒内部盛放有金属球；金属球与承载盒的内壁接触配合；承载盒平行于所在圆形托盘半径的一个侧壁上螺纹连接有锁紧螺钉。

进一步优化本技术方案，一种离心力探究装置的承载盒与安装锁紧螺钉相对的侧壁外侧底部固定有指针；指针的轴线与金属球的圆心在同一平面内；指针的轴线垂直于承载盒的侧壁；指针左侧的圆形托盘上端刻画有刻度尺；刻度尺与滑槽所在半径平行。

进一步优化本技术方案，一种离心力探究装置的箱盖的转轴上安装有微动开关；微动开关的输出端与微型处理器的输入端连接。

进一步优化本技术方案，一种离心力探究装置的箱盖的材质为透明有机玻璃材质。

本实用新型与传统实验装置相比，其有益效果在于：

1、改变传统离心力演示实验装置的结构，通过圆形托盘抵消重力因素对实验的影响，简化实验；通过圆形托盘上设置的三个滑槽同时进行多组对比实验，提高效率，节省时间；通过压力传感器模块收集具体实验数据，将实验现象具体化，有利于分析不同因素对离心力影响的大小；装置安装在保护箱内，进行实验时更加安全；

2、通过指针配合刻度尺能显示承载盒的具体位置；方便收集金属球到旋转中心距离的数值，有利于进行实验数据的分析；

3、微动开关能在箱盖打开时使装置停止工作，防止在实验过程中箱盖打开发生危险，实验更加安全；

4、箱盖的透明有机玻璃材质能够方便在实验过程中观察保护箱内装置的运行情况。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型内部结构示意图；

图3为本实用新型圆形托盘的局部结构示意图；

图4为本实用新型承载盒的剖视图；

图5为本实用新型的逻辑电路图；

图6为本实用新型的电路图；

图中，1、保护箱；2、箱盖；3、驱动电机；4、圆形托盘；5、滑槽；6、承载盒；7、压力传感器模块；8、金属球；9、锁紧螺钉；10、指针；11、刻度尺；12、微动开关；13、无线通讯模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-6所示，一种离心力探究装置，包括保护箱1；保护箱1上端转动连接有箱盖2；保护箱1底端中心位置竖直安装有驱动电机3；驱动电机3的动力输出端水平安装有圆形托盘4；圆形托盘4上均匀开有三条沿半径方向的滑槽；滑槽5内滑动配合有开口向上的承载盒6；承载盒6远离圆形托盘4圆心一端的内壁上安装有压力传感器模块7；压力传感器模块7的输出端连接有无线通讯模块13；无线通讯模块13接收装置的输出端与微型处理器的输入端连接；微型处理器的输出端与驱动电机3的控制输入端连接；承载盒6内部盛放有金属球8；金属球8与承载盒6的内壁接触配合；承载盒6平行于所在圆形托盘4半径的一个侧壁上螺纹连接有锁紧螺钉9；承载盒6与安装锁紧螺钉9相对的侧壁外侧底部固定有指针10；指针10的轴线与金属球8的圆心在同一平面内；指针10的轴线垂直于承载盒6的侧壁；指针10左侧的圆形托盘4上端刻画有刻度尺11；刻度尺11与滑槽5所在半径平行；箱盖2的转轴上安装有微动开关12；微动开关12的输出端与微型处理器的输入端连接；箱盖2的材质为透明有机玻璃材质。

本实用新型中的驱动电机3可选用低转速的无刷电机，因无刷电机有配套的电子调速器，通过电子调速器可控制并得到无刷电机的转速，从而换算出角速度。也可以选用低转速的有刷电机，有刷电机需配合单独安装的转速传感器使用来读取驱动电机3的转速。

本实用新型中的金属球8体积形同，质量不同的金属球8采用密度不同的材质。使用时，将两个质量相同和一个质量不同的金属球8分别放置在三个承载盒6内，金属球8与承载盒6侧壁内的压力传感器模块7接触。

在滑槽5内滑动承载盒6可改变承载盒6的位置，从而改变金属球8球心到旋转中心的距离。指针10的轴线与金属球8的球心在同一平面内，因此通过指针10读取的数值即为金属球8的球心到旋转中心的距离。

将放有质量相同的金属球8的承载盒6调节到不同的位置，并通过指针10读取刻度尺11上的数值。将放有质量不同的金属球8的承载盒6调节至与另外两个中的其中一个相同的位置，通过指针10和刻度尺11来进行确认。

承载盒6位置调节完毕后转动锁紧螺钉9，锁紧螺钉9下端与圆形托盘4上端接触配合，通过摩擦力来固定承载盒6的位置，防止装置启动后承载盒6位置移动。

将箱盖2盖好并通过控制开关启动装置，通过驱动电机3配套的控制器调节驱动电机3的转速并进行记录。分别读取三个压力传感器模块7反馈回来的压力值并进行记录。

通过进行多组实验得到的实验数据可分析离心力与各相关项之间的关系。

微动开关12的保护作用为现有成熟技术，在掀盖式洗衣机上以得到广泛的应用，技术成熟。本实用新型中箱盖2未达到完全闭合状态下无法启动装置，与掀盖式洗衣机形同，同时在使用过程中箱盖2处于未完全闭合状态时，装置将停止运行。

如图4所示，本实用新型中承载盒6底端为竖直圆柱，竖直圆柱底端固定有水平圆柱，竖直圆柱从滑槽5中穿过，水平圆柱在圆形托盘4下方。图4为沿滑槽5所在半径剖切后截取的部分截面图。

Claims

1.一种离心力探究装置，其特征在于：包括保护箱（1）；保护箱（1）上端转动连接有箱盖（2）；保护箱（1）底端中心位置竖直安装有驱动电机（3）；驱动电机（3）的动力输出端水平安装有圆形托盘（4）；圆形托盘（4）上均匀开有三条沿半径方向的滑槽（5）；滑槽（5）内滑动配合有开口向上的承载盒（6）；承载盒（6）远离圆形托盘（4）圆心一端的内壁上安装有压力传感器模块（7）；压力传感器模块（7）的输出端连接有无线通讯模块（13）；无线通讯模块（13）接收装置的输出端与微型处理器的输入端连接；微型处理器的输出端与驱动电机（3）的控制输入端连接；承载盒（6）内部盛放有金属球（8）；金属球（8）与承载盒（6）的内壁接触配合；承载盒（6）平行于所在圆形托盘（4）半径的一个侧壁上螺纹连接有锁紧螺钉（9）。

2.根据权利要求1所述的一种离心力探究装置，其特征在于：承载盒（6）与安装锁紧螺钉（9）相对的侧壁外侧底部固定有指针（10）；指针（10）的轴线与金属球（8）的圆心在同一平面内；指针（10）的轴线垂直于承载盒（6）的侧壁；指针（10）左侧的圆形托盘（4）上端刻画有刻度尺（11）；刻度尺（11）与滑槽（5）所在半径平行。

3.根据权利要求1所述的一种离心力探究装置，其特征在于：箱盖（2）的转轴上安装有微动开关（12）；微动开关（12）的输出端与微型处理器的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种离心力探究装置，其特征在于：箱盖（2）的材质为透明有机玻璃材质。