CN210110129U - 一种新型角动量守恒演示与测试仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种新型角动量守恒演示与测试仪，包括底座、支撑腿以及调平水平泡，在所述底座上方中央竖向设置一固定筒，在固定筒上端竖向设置一旋转筒，所述旋转筒与固定筒可相对旋转，在旋转筒两侧分别垂直连接一旋转臂，在旋转臂内轴向设置有伸缩臂，所述伸缩臂与旋转臂可轴向移动，所述伸缩臂外端固定连接一质量球，所述质量球上安装有多个彩灯。本实用新型结构设计新颖，轻便小巧便于携带，通过太阳能电池板供电，使演示更加便捷，彩灯亮后色彩缤纷可激发学生的兴趣，所有部件均可拆卸，易于维修，成本较低，易于购买。
Description
技术领域
本实用新型涉及教学实验仪器技术领域，尤其涉及一种用于新型角动量守恒演示与测试仪。
背景技术
如果合外力矩零(即M外＝0),则L1＝L2，即L＝常矢量。这就是说,对一固定点o,质点所受的合外力矩为零,则此质点的角动量矢量保持不变。这一结论叫做质点角动量守恒定律。角动量守恒定律物理学的普遍定律之一。
目前现有的角动量守恒定律教学仪器存在着诸多不便，有的过于笨重，课堂携带不方便，有的方便携带但是系统摩擦比较大，演示效果不明显；还有的角动量教学仪器没有专门的驱动装置，需要人用手驱动，驱动之后无法及时的显示此时的角速度。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种结构设计新颖、使用方便的用于新型角动量守恒演示与测试仪。
为了实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案为：
设计一种新型角动量守恒演示与测试仪，包括底座、支撑腿以及调平水平泡，在所述底座上方中央竖向设置一固定筒，在固定筒上端竖向设置一旋转筒，所述旋转筒与固定筒可相对旋转，在旋转筒两侧分别垂直连接一旋转臂，在旋转臂内轴向设置有伸缩臂，所述伸缩臂与旋转臂可轴向移动，所述伸缩臂外端固定连接一质量球，所述质量球上安装有多个彩灯。
优选的，所述固定筒内固定设有转动电机以及发电机，所述转动电机的输出轴与发电机的输出轴传动连接，所述旋转筒内固定设有环状齿条，所述转动电机的输出轴通过轴端设置的齿轮Ⅱ与环状齿条配合连接。
优选的，所述旋转筒内固定设置一伸缩电机，所述伸缩电机的输出轴端安装有齿轮Ⅰ，两旋转臂内的伸缩臂的内端均连接有一齿条，两所述齿条均与齿轮Ⅰ配合连接。
优选的，所述彩灯正负极接线端与发电机的正负极接线端电连接。
优选的，还包括太阳能板，所述太阳能板设置于底座上方。
优选的，还包括控制器以及蓄电池，所述太阳能板与控制器电连接，所述控制器与蓄电池、转动电机以及伸缩电机电连接，所述蓄电池通过开关分别与伸缩电机以及转动电机电连接。
优选的，所述固定筒通过推力球轴承与旋转筒连接，所述推力球轴承设置于固定筒内的环台上。
优选的，还包括转速仪，所述转速仪安装在固定筒的外圆表面上，且转速仪的测量口对准固定筒上方的旋转筒。
本实用新型的有益效果在于：
本设计其结构设计新颖，轻便小巧便于携带，采用钢化玻璃底座结实而且保护太阳能电池板的使用，利用太阳能电池板可以有效地讲解新型能源给我们的生活、生产带来的益处。通过太阳能电池板供电，使演示更加便捷，不受电源插头的限制，本设备彩灯亮后色彩缤纷可激发学生的兴趣。所有部件均可拆卸，易于维修，仪器部件为标准部件成本较低，易于购买。同时本装置还设置有转速仪，可以提高观察者对于旋转筒转速的判断，将转速变化与转动惯量的变化结合起来。
附图说明
图1为本实用新型的主要结构示意图；
图2为图1的左视结构示意图；
图3为本实用新型固定筒和旋转筒连接结构示意图；
图4为本实用新型齿轮Ⅰ和齿条安装连接示意图；
图5为本实用新型电路连接示意图；
图6为本实用新型外观立体图；
图中：1.支撑腿；2.底座；3.太阳能板；4.固定筒；5.转动电机；6.发电机；7.转速仪；8. 伸缩臂；9.质量球；10.彩灯；11.旋转臂；12.齿条；13.伸缩电机；14.旋转筒；15.齿轮Ⅰ；16.环状齿条；17.齿轮Ⅱ；18.推力球轴承；19.带轮；20.调节开关；21.控制器；22. 蓄电池；23.调平水平泡；41.环台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
实施例1：一种新型角动量守恒演示与测试仪，参见图1至图6。
如图1或图6所示，它包括底座2、支撑腿1以及调平水平泡23，在所述底座2上方中央竖向设置一固定筒4，在固定筒4上端竖向设置一旋转筒14，所述旋转筒14与固定筒4可相对旋转，在旋转筒14两侧分别垂直连接一旋转臂11，旋转臂11为空心结构，在旋转臂11内轴向设置有伸缩臂8，所述伸缩臂8与旋转臂11可轴向移动，所述伸缩臂8外端固定连接一质量球9，所述质量球9上安装有多个彩灯10。
进一步的，如图1或图2所示，所述固定筒4内固定设有转动电机5以及发电机6，转动电机5的输出轴与发电机6的输出轴传动连接，具体地，转动电机5的输出轴上设置有带轮19，发电机6输出轴端设有小带轮，转动电机5与发电机6通过皮带传动连接，所述旋转筒14内固定设有环状齿条16，转动电机5的输出轴通过轴端设置的齿轮Ⅱ17 与环状齿条16配合连接。转动电机5通电后输出轴旋转，带动发电机6发电，同时驱动旋转筒14相对于固定筒4转动。
进一步的，如图2以及图4所示，所述旋转筒14内固定设置一伸缩电机13，所述伸缩电机13的输出轴端安装有齿轮Ⅰ15，两旋转臂11内的伸缩臂8的内端均连接有一齿条12，两所述齿条12位于齿轮Ⅰ15的两侧，且两齿条12均与齿轮Ⅰ15配合连接。当伸缩电机13通电工作时，齿轮Ⅰ15驱动两齿条12同时向外或者向内沿旋转臂11轴向移动；进一步为了防止齿条12向外移动导致伸缩臂8移出旋转臂11，在齿条12的内端设置有行程开关，当齿轮触及行程开关时，伸缩电机13停止工作。
进一步的，所述彩灯10正负极接线端与发电机6的正负极接线端电连接。
进一步的，还包括太阳能板3，所述太阳能板3设置于底座上方。
进一步的，如图5所示，还包括控制器21(现有技术)以及蓄电池22，所述太阳能板与控制器21电连接，所述控制器21与蓄电池22、转动电机5以及伸缩电机13电连接，所述蓄电池22通过开关分别与伸缩电机13以及转动电机5电连接。
进一步的，如图4所示，所述固定筒4通过推力球轴承18与旋转筒14连接，所述推力球轴承18设置于固定筒4内的环台41上。
进一步的，如图1所示，还包括转速仪7(现有技术)，所述转速仪7安装在固定筒 4的外圆表面上，且转速仪7的测量口对准固定筒4上方的旋转筒14，用于测量以及显示旋转筒14的转速。
进一步的，如图5以及图6所示，还包括调节开关20，调节开关20包括伸缩电机开关、转动电机开关以及彩灯开关，所述发电机6通过彩灯开关与彩灯串联；所述蓄电池通过转动电机开关与转动电机5串联，蓄电池通过伸缩电机开关与伸缩电机串联。
综上，本设计工作过程如下：将本装置放置在平台上，调节底座下的支撑腿，观看调平水平泡，将本装置调至水平，通过光照到太阳能板上，太阳能板通过控制器21给蓄电池以及伸缩电机、转动电机供电。打开转动电机开关，旋转筒14相对于固定筒4 旋转，旋转筒旋转时又是带动发电机6发电为彩灯供电，旋转筒旋转旋转运动的角速度越快，彩灯越亮，定性的说明旋转运动越快(更直观)，彩灯增加了彩灯开关，可控制彩灯是否通电。打开伸缩电机开关，伸缩臂8轴向移动，在演示过程中老师自己根据教学控制伸缩臂的伸缩，伸缩臂伸长时，物体转动的角速度变慢；伸缩臂变短时，物体的角速度变快，进而验证角动量守恒定律。在旋转筒旋转时，通过转速仪7测得角速度的变化，定量的描述角动量守恒定律可测。
本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种新型角动量守恒演示与测试仪，包括底座、支撑腿以及调平水平泡，其特征在于：在所述底座上方中央竖向设置一固定筒，在固定筒上端竖向设置一旋转筒，所述旋转筒与固定筒可相对旋转，在旋转筒两侧分别垂直连接一旋转臂，在旋转臂内轴向设置有伸缩臂，所述伸缩臂与旋转臂可轴向移动，所述伸缩臂外端固定连接一质量球，所述质量球上安装有多个彩灯。
2.如权利要求1所述的新型角动量守恒演示与测试仪，其特征在于：所述固定筒内固定设有转动电机以及发电机，所述转动电机的输出轴与发电机的输出轴传动连接，所述旋转筒内固定设有环状齿条，所述转动电机的输出轴通过轴端设置的齿轮Ⅱ与环状齿条配合连接。
3.如权利要求1所述的新型角动量守恒演示与测试仪，其特征在于：所述旋转筒内固定设置一伸缩电机，所述伸缩电机的输出轴端安装有齿轮Ⅰ，两旋转臂内的伸缩臂的内端均连接有一齿条，两所述齿条均与齿轮Ⅰ配合连接。
4.如权利要求2所述的新型角动量守恒演示与测试仪，其特征在于：所述彩灯正负极接线端与发电机的正负极接线端电连接。
5.如权利要求1所述的新型角动量守恒演示与测试仪，其特征在于：还包括太阳能板，所述太阳能板设置于底座上方。
6.如权利要求5所述的新型角动量守恒演示与测试仪，其特征在于：还包括控制器以及蓄电池，所述太阳能板与控制器电连接，所述控制器与蓄电池、转动电机以及伸缩电机电连接，所述蓄电池通过开关分别与伸缩电机以及转动电机电连接。
7.如权利要求1所述的新型角动量守恒演示与测试仪，其特征在于：所述固定筒通过推力球轴承与旋转筒连接，所述推力球轴承设置于固定筒内的环台上。
8.如权利要求1所述的新型角动量守恒演示与测试仪，其特征在于：还包括转速仪，所述转速仪安装在固定筒的外圆表面上，且转速仪的测量口对准固定筒上方的旋转筒。
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| CN201920464440.0U CN210110129U (zh) | 2019-04-08 | 2019-04-08 | 一种新型角动量守恒演示与测试仪 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112763954A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-05-07 | 郑州大学第一附属医院 | 基于双极磁体角动量调节装置及核磁共振成像方法 |
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2019
- 2019-04-08 CN CN201920464440.0U patent/CN210110129U/zh active Active
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| CN112763954B (zh) * | 2021-02-07 | 2021-10-22 | 郑州大学第一附属医院 | 基于双极磁体角动量调节装置及核磁共振成像方法 |
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