CN212906719U - 一种科里奥利力实验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于科式力研究设备技术领域，具体公开了一种科里奥利力实验仪，包括箱体、步进电机、无线模块、主轴电机、丝杠支架、驱动电路和光电传感器，所述箱体内设置有主轴电机和驱动电路，主轴电机的输出端固定有输出轴，输出轴的顶端固定有丝杠支架，所述丝杠支架的一侧内壁固定有步进电机，步进电机的输出端固定丝杠，丝杠上套设有滑台，滑台上固定有加速度传感器；该试验仪可以直观的演示科氏力的产生过程，并通过加速度传感器测量显示，从而方便老师讲解和学生理解。

Description

一种科里奥利力实验仪

技术领域

本实用新型涉及一种科里奥利力实验仪，属于科氏力研究设备技术领域。

背景技术

在高速运动或者长期作用情况下，科氏力影响显著；例如研究导弹的精确制导、卫星发射、航炮射击精度和季风形成都与科氏力有关，了解并掌握科氏加速度显得非常重要；为了帮助老师更好的教授学生关于科氏力的相关知识，我们提出一种体积较小，方便使用的科氏加速度实验仪解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种科里奥利力实验仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种科里奥利力实验仪，包括箱体、无线模块、步进电机、主轴电机、丝杠支架、驱动电路和光电传感器，所述箱体内设置有主轴电机和驱动电路，主轴电机的输出端固定有输出轴，输出轴的顶端固定有丝杠支架，所述丝杠支架的一侧内壁固定有步进电机，步进电机的输出端固定丝杠，丝杠上套设有滑台，滑台上固定有加速度传感器。

优选的，所述输出轴上套设有供电滑环，供电滑环与加速度传感器和步进电机通过导线连接成回路。

优选的，所述无线模块与加速度传感器和驱动电路建立信息传输连接；驱动电路通过USB数据线与PC端连接。

优选的，所述箱体的顶部设置有光电传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型涉及一种科里奥利力实验仪，该试验仪可以直观的演示科氏力的产生过程，并通过加速度传感器测量显示，从而方便老师讲解和学生理解；通过设置有主轴电机、步进电机和精密丝杠，主要目的是为了保证滑台的匀速转动和匀速移动，从而方便科氏加速度的计算；另外采用步进电机还有减小震动的作用，从而减小装置对加速度传感器的干扰。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为加速度传感器测量结构示意图。

图中：1、箱体；2、步进电机；3、主轴电机；4、丝杠支架；5、驱动电路；6、光电传感器；7、丝杠；8、滑台；9、加速度传感器；10、滑环。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接 相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种科里奥利力实验仪，包括箱体1、无线模块、步进电机2、主轴电机3、丝杠支架4、驱动电路5和光电传感器6，所述箱体1内设置有主轴电机3和驱动电路5，主轴电机3的输出端固定有输出轴，输出轴的顶端固定有丝杠支架4，所述丝杠支架4的一侧内壁固定有步进电机2，步进电机2的输出端固定丝杠7，丝杠7上套设有滑台8，滑台8上固定有加速度传感器9。

进一步的，所述输出轴上套设有供电滑环10，供电滑环10与加速度传感器9和步进电机2通过导线连接成回路；供电滑环10为加速度传感器9和步进电机2提供电力。

进一步的，所述无线模块与加速度传感器9和驱动电路5建立信息传输连接；驱动电路5通过USB数据线与PC端连接。

进一步的，所述箱体1的顶部设置有光电传感器6；光电传感器6由于测量丝杠支架4的转速；加速度传感器4的数据通过无线模块传送到驱动电路5处经过运算处理通过usb数据线传送至PC端。

进一步的，滑台8的水平速度由步进电机2的频率、步距角、导程计算得出。

进一步的，主轴电机3和步进电机2的转速由PC端软件设定。

进一步的，由于装配误差无法确保加速度传感器9的Y轴与丝杠（即水平运动方向）绝对垂直，故Y轴所测得的加速度值里会有离心力在该轴上的分力，为尽量减小此分力带来的影响，只在滑台8通过旋转中心点时采集加速度传感器9的测量值。

工作原理：本实用新型涉及一种科里奥利力实验仪，使用时，同时启动步进电机2和主轴电机3，主轴电机3通过输出轴带动丝杠支架4转动，进而带动步进电机2和丝杠7转动，丝杠7带动滑台8和加速度传感器9转动；步进电机2通过丝杠7带动滑台8运动，滑台8带动加速度传感器9运动，加速度传感器9受到科氏力影响从而产生对应轴加速度测量值的改变即产生“X”轴向的离心加速度以及“Y”轴向的科里奥利加速度（加速度传感器9精度<0.016m/s2），加速度传感器9测量的数值处理之后通过无线模块发送到驱动电路5，再由驱动电路5进行计算处理通过USB数据线传输给PC端，由PC端的显示器显示出科氏力加速度大小。

值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种科里奥利力实验仪，其特征在于：包括箱体（1）、无线模块、步进电机（2）、主轴电机（3）、丝杠支架（4）、驱动电路（5）和光电传感器（6），所述箱体（1）内设置有主轴电机（3）和驱动电路（5），主轴电机（3）的输出端固定有输出轴，输出轴的顶端固定有丝杠支架（4），所述丝杠支架（4）的一侧内壁固定有步进电机（2），步进电机（2）的输出端固定丝杠（7），丝杠（7）上套设有滑台（8），滑台（8）上固定有加速度传感器（9）。

2.根据权利要求1所述的一种科里奥利力实验仪，其特征在于：所述输出轴上套设有供电滑环（10），供电滑环（10）与加速度传感器（9）和步进电机（2）通过导线连接成回路。

3.根据权利要求1所述的一种科里奥利力实验仪，其特征在于：所述无线模块与加速度传感器（9）和驱动电路（5）建立信息传输连接；驱动电路（5）通过USB数据线与PC端连接。

4.根据权利要求1所述的一种科里奥利力实验仪，其特征在于：所述箱体（1）的顶部设置有光电传感器（6）。

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