CN212256718U - 基于磁性材料的机械传动演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型给出了一种基于磁性材料的机械传动演示装置；包括外壳、磁力演示组件和机械演示组件；磁力演示组件中主转盘嵌入磁铁，主转盘安装在主转轴上，辅转轴伸入外壳的空腔内，辅转盘安装在处于辅转轴端面上，辅转盘嵌入若干磁铁，主转盘的磁铁与辅转盘的磁铁相斥；机械演示组件的第一锥形齿轮安装在辅转轴上，第二锥形齿轮安装在传动轴上且与第一锥形齿轮啮合，料盘安装在传动轴上，料盘上开有第一通孔，储料仓下端面设有开口，托盘开有第二通孔，料管上端口与第二通孔连接，料管下端口对准料斗开口，料斗与外壳的排料孔相通。转动主转盘，辅转盘也将随之转动，演示了磁铁特性；通过磁力带动机械演示组件，使得在储料仓内的弹球从排料口排出。

Description

基于磁性材料的机械传动演示装置

技术领域

本实用新型涉及一种科普教育使用的演示装置，特别涉及一种基于磁性材料的机械传动演示装置。

背景技术

青少年科普教育中，普遍采用寓教于乐的方式结合演示教具方便青少年理解所学知识，教具的设计充分考虑到了青少年的年龄特点、学习特点，尊重了青少年身心发展的规律，把教育目标物化到教具上，通过师生互动，为青少年创设情景，引导动手操作，手、眼、口、脑并用，玩教合一，在满足青少年好奇心的同时，培养青少年的综合能力。

但是目前演示教具种类有限，不能满足青少年教育的需求，针对磁性材料的特点也缺少一种演示教具，帮助青少年理解上述知识点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构合理、寓教于乐的基于磁性材料的机械传动演示装置，该基于磁性材料的机械传动演示装置可以直观演示磁性材料同极相斥的现象，并利用上述现象完成机械传动的过程。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于磁性材料的机械传动演示装置；

包括外壳、磁力演示组件和机械演示组件；

外壳内设有空腔，外壳前端面下部设有与空腔相通的排料孔，磁力演示组件包括主转盘、主转轴、辅转盘和辅转轴，主转盘在靠近其边缘位置均匀圆周嵌入若干磁铁，主转盘安装在主转轴上，主转轴支撑在外壳前端面上，辅转轴伸入外壳的空腔内且辅转轴支撑在外壳前、后侧壁，辅转盘安装在处于外壳前侧的辅转轴端面上，辅转盘靠近其边缘位置也均匀圆周嵌入若干磁铁，主转盘的磁铁与辅转盘的磁铁相斥；

机械演示组件包括第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、储料仓、传动轴、料盘、料管、料斗和托盘；第一锥形齿轮安装在处于外壳空腔内的辅转轴上，第二锥形齿轮安装在传动轴上，传动轴支撑在外壳空腔的腔壁上，第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合，料盘安装在传动轴上，料盘上开有至少一个贯穿其上下端面的第一通孔，储料仓固定在料盘上侧，储料仓下端面设有开口，储料仓的开口对准料盘第一通孔的移动轨迹，托盘固定叠置在料盘下侧，托盘开有贯穿其上下端面的第二通孔，第一通孔的移动轨迹在托盘上端面投影完全覆盖第二通孔在托盘上端面投影，料管上端口与第二通孔下端口连接，料斗固定在料管下侧，料管下端口对准料斗上侧开口，料斗下部与外壳的排料孔相通，托盘的第二通孔中心线与储料仓下端开口中心线不在同一直线上。

根据基本磁学定理：同性相斥，异性相吸。缓慢转动主转盘，辅转盘也将随之转动，主转盘和辅转盘的圆周上都均匀分布着多个永久磁铁。同性磁极之间的斥力，使转盘相互影响，动则一起动，停则一起停，清楚的演示了磁铁的特性；另外，通过磁力同步带动机械演示组件，使得存储在储料仓内的弹球从排料口排出。

为了更清楚的理解本实用新型的技术内容，以下将本基于磁性材料的机械传动演示装置简称为本演示装置。

本演示装置的外壳包括上壳体和下壳体，上壳体下端面开口，下壳体上端面开口，下壳体上端面开有与上壳体下部配合的凹槽，上壳体内部和下壳体内部组成外壳的空腔；采用这样的结构后，优化外壳的结构，外壳可以具有灵活拆卸的功能，方便本演示装置的收纳。

本演示装置的磁力演示组件还包括至少一个随动转盘和至少一个随动转轴，至少一个随动转盘和至少一个随动转轴一一对应，所述随动转轴支撑在外壳前端面上，所述随动转盘安装在对应的随动转轴上，随动转盘靠近其边缘位置也均匀圆周嵌入若干磁铁，主转盘的磁铁与所述随动转盘的磁铁相斥；采用这样的结构后，随动转盘也会跟随主转盘一起转动，完善演示效果。

本演示装置的磁铁采用常规钕铁硼材料；采用这样的结构后，磁铁以稀土元素钕为主，磁性极强、耐高温、机械易加工、成本低。

本演示装置的主转轴、辅转轴和传动轴都采用铁碳合金材质；采用这样的结构后，各个部件具有强度大、机械加工性能强的优点。

本演示装置的上壳体和下壳体采用有机玻璃材质，耐高温性强、色彩多样性、较好耐腐蚀性，成本低。

附图说明

图1是本演示装置实施例的主视图。

图2是图1沿A-A向剖视图。

具体实施方式

如图1至2所示

本演示装置包括外壳、磁力演示组件和机械演示组件。

外壳包括上壳体11和下壳体12，上壳体11和下壳体12采用亚克力材质，亚克力材质具有耐高温性强、色彩多样性、较好耐腐蚀性，成本低等优点，上壳体11下端面开口，下壳体12上端面开口，下壳体12上端面还开有与上壳体11下部配合的凹槽，上壳体11内部和下壳体12内部组成外壳的空腔13，下壳体12前端面设有与空腔13相通的排料孔12a。上壳体11上部前端面粘合有展示牌14，展示牌14上记载有本演示装置上的操作说明。

磁力演示组件包括主转盘21、主转轴22、随动转盘25、随动转轴、辅转盘24和辅转轴23。

主转盘21的面积相比随动转盘25和辅转盘24的面积较大，靠近主转盘21边缘位置均匀圆周嵌入多个磁铁26，主转盘21的多个磁铁26的S极对准主转盘21外侧，主转盘21安装在主转轴22，主转轴22通过轴承支撑在上壳体11前端面上。

随动转轴(图中未示出)通过轴承支撑在上壳体11前端面上，随动转盘25安装在随动转轴前部，靠近随动转盘25边缘位置也均匀圆周嵌入多个磁铁26，随动转盘25的多个磁铁26的S极对准随动转盘25外侧，主转盘21的磁铁26与随动转盘25的磁铁26相斥，主转轴22和随动转轴共面平行。

辅转轴23伸入外壳的空腔13内，辅转轴23通过轴承支撑在上壳体11前、后侧壁，辅转盘24安装在处于上壳体11前侧的辅转轴23端面上，主转轴22和辅转轴23共面平行，靠近辅转盘24边缘位置也均匀圆周嵌入多个磁铁26，辅转盘24的多个磁铁26的S极对准辅转盘24外侧，主转盘21的磁铁26与辅转盘24的磁铁26相斥，上述磁铁26采用常规钕铁硼(磁钢)材料，形成N-S极，带动传动圆盘，以稀土元素钕为主，磁性极强、耐高温、机械易加工、成本低。

机械演示组件包括第一锥形齿轮31、第二锥形齿轮32、储料仓35、传动轴33、料盘34、料管37、料斗38和托盘36，第一锥形齿轮31安装在处于外壳空腔13内的辅转轴23上，第二锥形齿轮32安装在传动轴33上，传动轴33竖直布置，传动轴33通过轴承支撑在上壳体11空腔13的腔壁上，第一锥形齿轮31与第二锥形齿轮32啮合，料盘34固定安装在传动轴33上，料盘34边缘位置上开有两个贯穿其上下端面的第一通孔34a，第一通孔34a的空间仅可容纳一颗弹球，储料仓35固定在料盘34上侧，储料仓35下端面设有开口，储料仓35下端面开口伸至靠近料盘34上端面位置，开口的大小仅供一颗弹球通过，储料仓35的开口对准料盘34第一通孔34a的移动轨迹，储料仓35内存放有多个弹球，托盘36固定叠置在料盘34下侧，托盘36开有贯穿其上下端面的第二通孔(图中未示出)，第一通孔34a的移动轨迹在托盘36上端面投影完全覆盖第二通孔在托盘36上端面投影，料管37上端口与第二通孔下端口连接，料斗38侧壁粘合固定在下壳体12内壁上，料斗38处于料管37下侧，料管37下端口对准料斗38上侧开口，料斗38下部与外壳的排料孔12a相通，托盘36的第二通孔在料盘34端面的投影图形与储料仓35下端开口在料盘34端面的投影图形没有重合。

主转轴22、辅转轴23和传动轴33都采用铁碳合金材质，具有强度大、机械加工性能强的优点。

使用时，转动磁力演示组件的主转盘21，由于主转盘21的磁铁26与随动转盘25和辅转盘24的磁铁26相斥，辅转盘24带动辅转轴23转动，辅转轴23驱动机械演示组件运转，辅转轴23通过第一锥形齿轮31和第二锥形齿轮32带动传动轴33运转，料盘34跟随传动轴33转动，当料盘34的第一通孔34a与储料仓35下端开口相通时，储料仓35内的弹球落入第一通孔34a内，由于托盘36的存在弹球暂存在第一通孔34a内，并且此弹球阻挡其他弹球通过第一通孔34a，料盘34继续转动，储料仓35下端开口被料盘34端面封闭，第一通孔34a内的弹球跟随料盘34同步转动直至第一通孔34a与托盘36的第二通孔相通，弹球沿料管37落下，弹球落入料斗38内，最终从排料口排出。

以上所述的仅是本实用新型的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于磁性材料的机械传动演示装置，其特征为：

包括外壳、磁力演示组件和机械演示组件；

外壳内设有空腔，外壳前端面下部设有与空腔相通的排料孔，磁力演示组件包括主转盘、主转轴、辅转盘和辅转轴，主转盘在靠近其边缘位置均匀圆周嵌入若干磁铁，主转盘安装在主转轴上，主转轴支撑在外壳前端面上，辅转轴伸入外壳的空腔内且辅转轴支撑在外壳前、后侧壁，辅转盘安装在处于外壳前侧的辅转轴端面上，辅转盘靠近其边缘位置也均匀圆周嵌入若干磁铁，主转盘的磁铁与辅转盘的磁铁相斥；

机械演示组件包括第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、储料仓、传动轴、料盘、料管、料斗和托盘；第一锥形齿轮安装在处于外壳空腔内的辅转轴上，第二锥形齿轮安装在传动轴上，传动轴支撑在外壳空腔的腔壁上，第一锥形齿轮与第二锥形齿轮啮合，料盘安装在传动轴上，料盘上开有至少一个贯穿其上下端面的第一通孔，储料仓固定在料盘上侧，储料仓下端面设有开口，储料仓的开口对准料盘第一通孔的移动轨迹，托盘固定叠置在料盘下侧，托盘开有贯穿其上下端面的第二通孔，第一通孔的移动轨迹在托盘上端面投影完全覆盖第二通孔在托盘上端面投影，料管上端口与第二通孔下端口连接，料斗固定在料管下侧，料管下端口对准料斗上侧开口，料斗下部与外壳的排料孔相通，托盘的第二通孔中心线与储料仓下端开口中心线不在同一直线上。

2.根据权利要求1所述的基于磁性材料的机械传动演示装置，其特征是：

所述的外壳包括上壳体和下壳体，上壳体下端面开口，下壳体上端面开口，下壳体上端面开有与上壳体下部配合的凹槽，上壳体内部和下壳体内部组成外壳的空腔。

3.根据权利要求1所述的基于磁性材料的机械传动演示装置，其特征是：

磁力演示组件还包括至少一个随动转盘和至少一个随动转轴，至少一个随动转盘和至少一个随动转轴一一对应，所述随动转轴支撑在外壳前端面上，所述随动转盘安装在对应的随动转轴上，随动转盘靠近其边缘位置也均匀圆周嵌入若干磁铁，主转盘的磁铁与所述随动转盘的磁铁相斥。

4.根据权利要求1所述的基于磁性材料的机械传动演示装置，其特征是：

磁铁采用钕铁硼材料。

5.根据权利要求1所述的基于磁性材料的机械传动演示装置，其特征是：

主转轴、辅转轴和传动轴都采用铁碳合金材质。

6.根据权利要求2所述的基于磁性材料的机械传动演示装置，其特征是：

上壳体和下壳体采用亚克力材质。

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