CN210983944U - 一种旋转矢量演示仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋转矢量演示仪，包括有水平设置的投影座以及设置在投影座上的支撑架，支撑架上固定设置有刻度盘，刻度盘的中部设置有转轴，转轴由第一电机驱动，转轴上设置有转动臂，投影座上在刻度盘的正下方设置有坐标轴，投影座在刻度盘的背面设置有绘图纸，绘图纸缠绕在卷轴上，卷轴由第二电机驱动，并且绘图纸的运动方向与刻度盘的表面平行，转动臂上通过卡扣连接有矢量箭头，矢量箭头的侧壁垂直于坐标轴设置有激光源，并且矢量箭头的下端设置有记号笔，记号笔与绘图纸表面抵接。本实用新型可以根据需要调节振幅，以达到直观展现和理解简谐振动的目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及物理教学用具，尤其涉及一种旋转矢量演示仪。
背景技术
简谐振动是学习振动和波动的理论基础。教材中用旋转矢量法来诠释简谐振动，这是教学的一个难点，学生很难将简谐振动中的振幅、角频率、相位等物理量和旋转矢量里面半径、角速度、与X轴夹角等物理量对应上。与抽象的语言描述相比，借助演示仪可以让学生直观的观察到圆周运动与简谐运动的转化，便于教学活动的开展。已有的一些旋转矢量分析仪，其振幅固定，不能根据需要进行调节，难以直观的展现和理解简谐振动。
实用新型内容
为解决现有技术的缺点和不足，提供一种旋转矢量演示仪，从而根据需要调节振幅，以达到直观展现和理解简谐振动的目的。
为实现本实用新型目的而提供的一种旋转矢量演示仪，包括有水平设置的投影座以及设置在投影座上的支撑架，所述支撑架上固定设置有刻度盘，所述刻度盘的中部设置有转轴，所述转轴由第一电机驱动，所述转轴上设置有转动臂，所述投影座上在刻度盘的正下方设置有坐标轴，所述投影座在刻度盘的背面设置有绘图纸，所述绘图纸缠绕在卷轴上，所述卷轴由第二电机驱动，并且所述绘图纸的运动方向与所述刻度盘的表面平行，所述转动臂上通过卡扣连接有矢量箭头，所述矢量箭头的侧壁垂直于坐标轴设置有激光源，并且所述矢量箭头的下端设置有记号笔，所述记号笔与所述绘图纸表面抵接。
作为上述方案的进一步改进，所述转动臂关于其中心对称设置有一条第一滑槽，所述第一滑槽内部两侧间隔设置有多个第一卡块，所述卡扣包括有卡位座，所述卡位座的外壳与所述矢量箭头固定连接，所述卡位座滑动设置在所述第一滑槽内，所述卡位座内部设置有空腔，并且在卡位座的内部对称设置有两条定位杆，两条定位杆将所述空腔分为左腔室与右腔室，所述左腔室与右腔室内均设置有滑动座，所述滑动座的一端通过第一弹簧与定位杆连接，另一端对应第一卡块设置有第二卡块，所述滑动座的外端设置有拨动板，所述左腔室与右腔室均设置有供所述拨动板滑动的第二滑槽以及供所述第二卡块穿过的第三滑槽，所述第二滑槽位于所述左腔室与右腔室的上方，所述第三滑槽位于所述左腔室与右腔室的外侧壁。
作为上述方案的进一步改进，所述记号笔包括有笔座以及铅笔，所述笔座内设置有第二弹簧，所述第二弹簧的另一端与所述铅笔连接。
作为上述方案的进一步改进，所述刻度盘上标注有角度以及长度。
作为上述方案的进一步改进，所述转动臂上设置有挡光片，所述投影座上设置有光电门与数字计时器，光电门设置在挡光片的运动轨迹上，所述光电门与数字计时器配合使用，以计算周期、运动时间。
本实用新型的有益效果是：
与现有技术相比，本实用新型提供的一种旋转矢量演示仪，在使用的时候，由第一电机带动转轴转动，使得转动臂绕着转轴旋转，激光源照射在坐标轴上，第二电机驱动卷轴运动，带动绘图纸运动，记号笔抵接在绘图纸上，配合转动臂将简谐振动画在绘图纸上。通过卡扣在转动臂上滑动，就可以调节矢量箭头在转动臂上的位置，从而可以根据需要调节振幅，以达到直观展现和理解简谐振动的目的。
附图说明
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的卡位座与转动臂的连接示意图；
图3为本实用新型的记号笔与绘图纸的示意图。
具体实施方式
如图1-图3所示，本实用新型提供的一种旋转矢量演示仪，包括有水平设置的投影座1以及设置在投影座1上的支撑架2，支撑架2上固定设置有刻度盘3，刻度盘3的中部设置有转轴4，转轴4由第一电机驱动，转轴4上设置有转动臂5，投影座1上在刻度盘3的正下方设置有坐标轴，投影座1在刻度盘3的背面设置有绘图纸6，绘图纸6缠绕在卷轴7上，卷轴7由第二电机8驱动，并且绘图纸6的运动方向与刻度盘3的表面平行，转动臂5上通过卡扣连接有矢量箭头9，矢量箭头9的侧壁垂直于坐标轴设置有激光源，并且矢量箭头9的下端设置有记号笔，记号笔与绘图纸6表面抵接。
进一步改进，转动臂5关于其中心对称设置有一条第一滑槽10，第一滑槽10内部两侧间隔设置有多个第一卡块11，卡扣包括有卡位座12，卡位座12的外壳与矢量箭头9固定连接，卡位座12滑动设置在第一滑槽10内，卡位座12内部设置有空腔，并且在卡位座12的内部对称设置有两条定位杆13，两条定位杆13将空腔分为左腔室14与右腔室15，左腔室14与右腔室15内均设置有滑动座16，滑动座16的一端通过第一弹簧17与定位杆13连接，另一端对应第一卡块11设置有第二卡块18，滑动座16的外端设置有拨动板19，左腔室14与右腔室15均设置有供拨动板19滑动的第二滑槽以及供第二卡块18穿过的第三滑槽，第二滑槽位于左腔室14与右腔室15的上方，第三滑槽位于左腔室14与右腔室15的外侧壁。在使用的时候，手动向里拉动拨动板19，第一弹簧17受力收缩，第二卡块18退回到左腔室14与右腔室15内，此时，可以通过上下移动卡位座12来调整其在第一滑槽10内的位置，在到达需要的位置时候，松开拨动板19，第二卡块18在第一弹簧17的弹性恢复力作用下，卡装在第一卡块11之间，进而可以调整卡位座12的位置，从而调节矢量箭头9的位置，可以根据需要调节振幅。
进一步改进，记号笔包括有笔座20以及铅笔21，笔座20内设置有第二弹簧22，第二弹簧22的另一端与铅笔21连接。第二弹簧22提供预紧力，使得铅笔21始终与绘图纸6的表面抵接。
进一步改进，刻度盘3上标注有角度以及长度，以便读出相位与夹角。
进一步改进，转动臂5上设置有挡光片，投影座1上设置有光电门与数字计时器，光电门设置在挡光片的运动轨迹上，光电门与数字计时器配合使用，以计算周期、运动时间。挡光片运动到光电门的时候，使得光电门处于暗状态，此时向与之连接的数字计时器发送脉冲讯号，进行计时，两次计时的时间差就是简谐振动的周期。
以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种旋转矢量演示仪，其特征在于：包括有水平设置的投影座以及设置在投影座上的支撑架，所述支撑架上固定设置有刻度盘，所述刻度盘的中部设置有转轴，所述转轴由第一电机驱动，所述转轴上设置有转动臂，所述投影座上在刻度盘的正下方设置有坐标轴，所述投影座在刻度盘的背面设置有绘图纸，所述绘图纸缠绕在卷轴上，所述卷轴由第二电机驱动，并且所述绘图纸的运动方向与所述刻度盘的表面平行，所述转动臂上通过卡扣连接有矢量箭头，所述矢量箭头的侧壁垂直于坐标轴设置有激光源，并且所述矢量箭头的下端设置有记号笔，所述记号笔与所述绘图纸表面抵接。
2.根据权利要求1所述的一种旋转矢量演示仪，其特征在于：所述转动臂关于其中心对称设置有一条第一滑槽，所述第一滑槽内部两侧间隔设置有多个第一卡块，所述卡扣包括有卡位座，所述卡位座的外壳与所述矢量箭头固定连接，所述卡位座滑动设置在所述第一滑槽内，所述卡位座内部设置有空腔，并且在卡位座的内部对称设置有两条定位杆，两条定位杆将所述空腔分为左腔室与右腔室，所述左腔室与右腔室内均设置有滑动座，所述滑动座的一端通过第一弹簧与定位杆连接，另一端对应第一卡块设置有第二卡块，所述滑动座的外端设置有拨动板，所述左腔室与右腔室均设置有供所述拨动板滑动的第二滑槽以及供所述第二卡块穿过的第三滑槽，所述第二滑槽位于所述左腔室与右腔室的上方，所述第三滑槽位于所述左腔室与右腔室的外侧壁。
3.根据权利要求1所述的一种旋转矢量演示仪，其特征在于：所述记号笔包括有笔座以及铅笔，所述笔座内设置有第二弹簧，所述第二弹簧的另一端与所述铅笔连接。
4.根据权利要求1所述的一种旋转矢量演示仪，其特征在于：所述刻度盘上标注有角度以及长度。
5.根据权利要求1所述的一种旋转矢量演示仪，其特征在于：所述转动臂上设置有挡光片，所述投影座上设置有光电门与数字计时器，光电门设置在挡光片的运动轨迹上，所述光电门与数字计时器配合使用，以计算周期、运动时间。
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2019
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