CN213400170U - 气流阻力可视化展教装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气流阻力可视化展教装置，包括展示台，展示台包括下部安装板和上部安装板，下部安装板上设置有驱动组件，上部安装板上设置有主传动组件和多个从传动组件，主传动组件与驱动组件连接，主传动组件分别与从传动组件连接，主传动组件和从传动组件上方均设置有旋转组件；主传动组件在驱动组件的驱动下带动各从传动组件同步转动，以使旋转组件同步旋转。本实用新型可以直观地将动能传递于不同外形物体进行自由惯性运动直到静止的情形进行展示，能够使体验者直观地认识到气流阻力对不同型体运动产生的影响。

Description

气流阻力可视化展教装置

技术领域

本实用新型涉及展教用具技术领域，具体涉及一种气流阻力可视化展教装置。

背景技术

当前社会，节能减排和减少能耗成为体验者的共识。因此，无论是交通工具还是通用自动化机械设备的研发生产，都离不开经济节能的结构布局设计，来完成能量的传递或转化,最终认识并形成习惯。

因此，有必要设计一个简单的可视化展教装置，能够直观地将动能传递于不同外形物体进行自由惯性运动直到静止的情形进行展示，让体验者体验机械传动的不同应用，以使体验者直观地认识到气流阻力对不同型体运动产生的影响。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种气流阻力可视化展教装置，以解决现有技术缺乏能够直观地将动能传递于不同外形物体进行自由惯性运动直到静止的情形进行展示以使体验者直观地认识到气流阻力对运动产生的影响的可视化展教装置的问题。

本实用新型实施例提供一种气流阻力可视化展教装置，包括展示台，所述展示台包括下部安装板和位于所述下部安装板上方的上部安装板，所述下部安装板上设置有驱动组件，所述上部安装板上设置有主传动组件和多个从传动组件，所述主传动组件与所述驱动组件连接，所述主传动组件分别与所述从传动组件连接，所述主传动组件和所述从传动组件上方均设置有旋转组件；

所述主传动组件在所述驱动组件的驱动下带动各所述从传动组件同步转动，以使所述旋转组件同步旋转。

作为本实用新型的优选方式，所述驱动组件包括设置在所述下部安装板上的滑槽，所述滑槽内设置有可滑动的齿条，所述齿条的一端设置有拉杆，所述拉杆的另一端延伸出所述下部安装板外后设置有手柄。

作为本实用新型的优选方式，所述下部安装板的边缘处设置有限位套，所述拉杆的另一端穿过所述限位套；

所述下部安装板的另一侧的边缘处设置有限位块，所述限位块正对所述滑槽。

作为本实用新型的优选方式，所述主传动组件包括主传动轴，所述主传动轴穿过所述上部安装板并通过第一带座轴承固定，所述主传动轴的上端设置有所述旋转组件，所述主传动轴的下端套设有直齿轮，所述直齿轮与所述齿条啮合；

所述从传动组件包括从传动轴，所述从传动轴穿过所述上部安装板并通过第二带座轴承固定，所述从传动轴的上端设置有所述旋转组件。

作为本实用新型的优选方式，所述主传动轴上位于所述第一带座轴承的下方套设有主同步轮，所述从传动轴的下端套设有从同步轮，所述主同步轮和所述从同步轮之间设置有同步带。

作为本实用新型的优选方式，所述旋转组件包括平衡轴座，所述平衡轴座内部设置有单向轴承，所述单向轴承套设在所述主传动轴或所述从传动轴的上端；所述平衡轴座上端还设置有平衡轴，所述平衡轴的两端分别设置有旋转体。

作为本实用新型的优选方式，所述旋转体包括等径圆柱体、球体和流线体。

作为本实用新型的优选方式，所述展示台还包括正面立板、背面立板和两个侧面立板，所述下部安装板和所述上部安装板分别与所述正面立板、所述背面立板和两个所述侧面立板连接。

作为本实用新型的优选方式，所述下部安装板、所述上部安装板、所述正面立板、所述背面立板和所述侧面立板均由全胶木板、塑料板或树脂料板制成。

作为本实用新型的优选方式，还包括设置在所述展示台上方的防护罩，所述防护罩外侧边缘处均设置有角材框架。

本实用新型实施例提供的气流阻力可视化展教装置，通过在展示台设置有驱动组件、主传动组件和多个从传动组件，同时使主传动组件与驱动组件连接，主传动组件还分别与各从传动组件连接，当主传动组件在驱动组件的驱动下能够带动各从传动组件同步转动，从而使设置在主传动组件和从传动组件上方的旋转组件同步旋转，使之进入惯性运动状态，然后在气流阻力的作用下，旋转速度最后越来越慢，直至消失，可以直观地将动能传递于不同外形物体进行自由惯性运动直到静止的情形进行展示，能够使体验者直观地认识到气流阻力对不同型体运动产生的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种气流阻力可视化展教装置的结构示意图；

图2为图1中所示的气流阻力可视化展教装置的侧视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种气流阻力可视化展教装置中驱动组件的结构示意图。

其中，1、下部安装板，2、上部安装板，3、背面立板，4、侧面立板，5、滑槽，6、齿条，7、拉杆，8、手柄，9、限位套，10、限位块，11、主传动轴，12、第一带座轴承，13、直齿轮，14、从传动轴，15、第二带座轴承，16、主同步轮，17、从同步轮，18、同步带，19、平衡轴座，20、平衡轴，21、旋转体，22、防护罩，23、角材框架。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

参照图1～图3所示，本实用新型实施例公开了一种气流阻力可视化展教装置，包括展示台，展示台包括下部安装板1和位于下部安装板1上方的上部安装板2，下部安装板1上设置有驱动组件，上部安装板2上设置有主传动组件和多个从传动组件，主传动组件与驱动组件连接，主传动组件分别与从传动组件连接，主传动组件和从传动组件上方均设置有旋转组件；主传动组件在驱动组件的驱动下带动各从传动组件同步转动，以使旋转组件同步旋转。

本实施例中，该气流阻力可视化展教装置包括一个展示台，该展示台为柜体状，其包括上部为横向设置的下部安装板和上部安装板，其中上部安装板位于下部安装板上方，上部安装板为该展示台的台面。

在下部安装板上设置有驱动组件，同时在上部安装板上设置有主传动组件和多个从传动组件。主传动组件与驱动组件连接并受其驱动，主传动组件还分别与各从传动组件连接，因此当主传动组件在驱动组件的驱动下转动时，能够带动各从传动组件进行同步转动。

同时，为了达到较好的演示效果，在主传动组件和从传动组件上端设置了旋转组件。该旋转组件优选采用不同外形的物体，在主传动组件和从传动组件同步转动时，可以带动上端的旋转组件同步旋转，这样可以使体验者直观地感受到气流阻力对不同型体运动产生的影响。

本展教装置作为一种科普教育及娱乐用装置，通常被用于教研和科技体验馆中进行演示。操作之前，应先检测各部件是否动作正常，紧固件是否牢固，润滑部位加注相应的油脂，并调整到使用状态。操作时，体验者采用外力将驱动组件拉动一段距离，驱动组件根据当前状态驱动主传动组件转动，同时主传动组件带动其他的从传动组件同步转动，进而分别带动其上端的旋转组件同步旋转。

当主传动组件和各从传动组件达到预期的转速后，放开驱动组件，使旋转组件进入惯性运动状态。此时旋转组件会受到气流阻力，然后在气流阻力的作用下其旋转速度最后越来越慢，直至停止，各旋转组件停止的时间不同。

体验者仔细观察并记录旋转组件持续运动的时间变化，可以直观地看到动能传递于不同外形物体进行自由惯性运动直到静止的情形，进而认识到气流阻力对不同型体运动产生的影响。经过后续对比总结，可以完成实验目的。

该展教装置结构简洁直观，不需要其它动力源，随处可放置可随意动手实现感官体验。而且，其制作精度要求不高，制作成本低。

优选地，展示台还包括正面立板、背面立板3和两个侧面立板4，下部安装板1和上部安装板2分别与正面立板、背面立板3和两个侧面立板4连接。

具体地，展示台还包括正面立板、背面立板和两个侧面立板。为了清除地示出展示台的内部结构，图1中并未示出该正面立板。

下部安装板和上部安装板分别与正面立板、背面立板和两个侧面立板连接，形成了展示台的柜体结构，各个安装板之间通过合页、连接角件等进行方便连接。其中，驱动组件设置在展示台内部，主传动组件和从传动组件的下半部分也设置在展示台内部，其上半部分和旋转组件均位于展示台的台面上面，方便向体验者直观地展示。

优选地，下部安装板1、上部安装板2、正面立板、背面立板3和侧面立板4均由全胶木板、塑料板或树脂料板制成。

具体地，组成该展示台的下部安装板、上部安装板、正面立板、背面立板和侧面立板优选采用胶木板、塑料板或树脂料板经切割加工而成，成本低、耐久性好、成形快，能够较好地固定安装其他系统零部件。

优选地，具体参照图3所示，驱动组件包括设置在下部安装板1上的滑槽5，滑槽5内设置有可滑动的齿条6，齿条6的一端设置有拉杆7，拉杆7的另一端延伸出下部安装板1外后设置有手柄8。

具体地，驱动组件主要包括滑槽、齿条、拉杆等，其中滑槽沿垂直于下部安装板轴向的方向固定在下部安装板上。该滑槽内设置有齿条，齿条可在滑槽内来回滑动。齿条的长度大于该滑槽的长度，使其滑动过程中两端均可延伸出滑槽外。在齿条的一端还设置了拉杆，拉杆的另一端则一直延伸出下部安装板外，即下部安装板设置正面立板的一侧外。

拉杆延伸出下部安装板外的另一端设置有手柄，从而体验者可以方便地通过拉动手柄，进而通过拉杆拉动齿条沿着滑槽滑动。

此外，还在正面立板上与该拉杆相对应的位置处设置了一个通孔，以使该拉杆伸出到正面立板外，从而使手柄裸露在展示台外，方便体验者拉动该手柄。

优选地，下部安装板1的边缘处设置有限位套9，拉杆7的另一端穿过限位套9；下部安装板1的另一侧的边缘处设置有限位块10，限位块10正对滑槽5。

具体地，在上述结构的基础上，下部安装板设置正面立板的一侧的边缘处还设置了限位套，并使拉杆穿过该限位套，这样会使拉杆与滑轨的轨道处于同一方向上，从而体验者在通过手柄拉动拉杆时，该限位套能够对拉杆起到限位作用，防止拉杆带动齿条偏离滑槽的方向，同时也对齿条的滑动起到限位作用。

在下部安装板设置背面立板的另一侧边缘处对应设置了限位块，并使该限位块正对滑槽，从而当体验者通过手柄拉动拉杆使齿条在滑槽内滑动时，其朝向背面立板的一端伸出滑槽后可与该限位块抵接，有效避免了齿条直接与背面立板相抵接而对背面立板造成的损害。

优选地，主传动组件包括主传动轴11，主传动轴11穿过上部安装板2并通过第一带座轴承12固定，主传动轴11的上端设置有旋转组件，主传动轴11的下端套设有直齿轮13，直齿轮13与齿条6啮合；

从传动组件包括从传动轴14，从传动轴14穿过上部安装板2并通过第二带座轴承15固定，从传动轴14的上端设置有旋转组件。

具体地，主传动组件主要包括主传动轴、第一带座轴承和直齿轮，主传动轴穿过该上部安装板并通过第一带座轴承固定在上部安装板上。主传动轴的上端位于上部安装板上方，其上设置有旋转组件，主传动轴位于上部安装板下方的下端则套设有直齿轮，该直齿轮与驱动组件中的齿条啮合。

从传动组件主要包括从传动轴和第二带座轴承，从传动轴同样穿过该上部安装板并通过第二带座轴承固定在上部安装板上。从传动轴的上端位于上部安装板上方，其上设置有旋转组件，从传动轴的下端则位于上部安装板下方。

优选地，主传动轴11上位于第一带座轴承12的下方套设有主同步轮16，从传动轴14的下端套设有从同步轮17，主同步轮16和从同步轮17之间设置有同步带18。

具体地，主传动轴下端的直齿轮与齿条啮合，从而体验者通过手柄拉动拉杆使齿条在滑槽内滑动时，通过齿条与直齿轮的啮合作用，会将动能传递到主传动轴上使主传动轴转动。

同时，在主传动轴上位于第一带座轴承的下方的位置处还套设有主同步轮，在各从传动轴的下端均套设有从同步轮，并使主同步轮和各从同步轮之间均通过同步带建立了连接，从而当主传动轴在转动时会通过主同步轮、从同步轮和同步带等比传递直齿轮转矩，使各从传动轴与主传动轴保持同步启动和同等转速，实现主传动组件和从传动组件的同步转动。

优选地，旋转组件包括平衡轴座19，平衡轴座19内部设置有单向轴承，单向轴承套设在主传动轴11或从传动轴14的上端；平衡轴座19上端还设置有平衡轴20，平衡轴20的两端分别设置有旋转体21。

具体地，旋转组件主要包括平衡轴座、单向轴承、平衡轴和旋转体，该平衡轴座内部设置有单向轴承，单向轴承外圈与平衡轴座配合。

单向轴承套设在主传动轴件或从传动轴的上端，从而使平衡轴座获得离合单向旋转，从而使安装在平衡轴座上端的平衡轴也得到单向旋转的动能做加速或惯性旋转运动。

平衡轴的两端分别设置有旋转体，该旋转体可以采用不同外形，可体现气流阻力对不同外形旋转体产生的不同阻力带来的影响。由于不同外形的旋转体受到的气流阻力不同，因此其从运动到静止的动作和时间也会有所不同。

优选地，旋转体21包括等径圆柱体、球体和流线体。

具体地，上述装置中优选设置了三组旋转组件，各旋转组件上设置了不同外形的旋转体。旋转体优选采用等径圆柱体、球体和流线体这三种外形，其在旋转时受到的气流阻力有明显区别，因此可以使体验者直观地感受到气流阻力对不同型体运动产生的影响。

在设置时，需使等径圆柱体竖向设置，而使流线体横向设置。在各旋转体跟随平衡轴旋转时，等径圆柱体受到的气流阻力最大，因此其也最先停下来，其次是球体，而流线体受到的气流阻力最小，其旋转的时间也最长。这样，体验者能够非常直观地认识到气流阻力对不同型体运动产生的影响。

优选地，还包括设置在展示台上方的防护罩22，防护罩22外侧边缘处均设置有角材框架23。

具体地，为确保操作的安全性，该展教装置中还设置了一个防护罩，该防护罩设置在展示台上方并罩在上述结构的外侧。

该防护罩的罩体采用强度高、耐磨性高、透明的有机玻璃制成，同时在防护罩外侧边缘处均设置有不锈钢角材框架，防冲击力性强，可以保证体验者的体验安全。

在上述实施例所述结构的基础上，下面将具体说明该气流阻力可视化展教装置的操作过程。

操作之前，应先检测各部件是否动作正常，紧固件是否牢固，润滑部位加注相应的油脂，并调整到使用状态，同时盖好防护罩。

操作时，体验者拉动手柄，通过拉杆将齿条拉动一段距离，使齿条在滑槽内滑动，该过程中通过齿条与直齿轮的啮合作用，会带动主传动轴转动，进而主传动轴通过同步轮和同步带的作用带动各从传动轴同步转动。体验者通过多次推拉手柄，使主传动轴和从传动轴获得持续的单向加速，从而使其上方设置的平衡轴获得预期的转速。

当主传动轴和从传动轴带动上方的平衡轴达到预期的转速后，体验者放开手柄，使平衡轴和其上的旋转体进入惯性运动状态。此时由于不同外形的旋转体受到气流阻力的作用，其旋转速度会不同程度地越来越慢，直至停止。

体验者仔细观察并记录旋转体持续运动的时间变化，可以直观地看到动能传递于不同外形物体进行自由惯性运动直到静止的情形，进而认识到气流阻力对不同型体运动产生的影响。经过后续对比总结，可以完成实验目的。

综上所述，本实用新型实施例提供的气流阻力可视化展教装置，通过在展示台设置有驱动组件、主传动组件和多个从传动组件，同时使主传动组件与驱动组件连接，主传动组件还分别与各从传动组件连接，当主传动组件在驱动组件的驱动下能够带动各从传动组件同步转动，从而使设置在主传动组件和从传动组件上方的旋转组件同步旋转，使之进入惯性运动状态，然后在气流阻力的作用下，旋转速度最后越来越慢，直至消失，可以直观地将动能传递于不同外形物体进行自由惯性运动直到静止的情形进行展示，能够使体验者直观地认识到气流阻力对不同型体运动产生的影响。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本公开实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气流阻力可视化展教装置，其特征在于，包括展示台，所述展示台包括下部安装板和位于所述下部安装板上方的上部安装板，所述下部安装板上设置有驱动组件，所述上部安装板上设置有主传动组件和多个从传动组件，所述主传动组件与所述驱动组件连接，所述主传动组件分别与所述从传动组件连接，所述主传动组件和所述从传动组件上方均设置有旋转组件；

所述主传动组件在所述驱动组件的驱动下带动各所述从传动组件同步转动，以使所述旋转组件同步旋转。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动组件包括设置在所述下部安装板上的滑槽，所述滑槽内设置有可滑动的齿条，所述齿条的一端设置有拉杆，所述拉杆的另一端延伸出所述下部安装板外后设置有手柄。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述下部安装板的边缘处设置有限位套，所述拉杆的另一端穿过所述限位套；

所述下部安装板的另一侧的边缘处设置有限位块，所述限位块正对所述滑槽。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述主传动组件包括主传动轴，所述主传动轴穿过所述上部安装板并通过第一带座轴承固定，所述主传动轴的上端设置有所述旋转组件，所述主传动轴的下端套设有直齿轮，所述直齿轮与所述齿条啮合；

所述从传动组件包括从传动轴，所述从传动轴穿过所述上部安装板并通过第二带座轴承固定，所述从传动轴的上端设置有所述旋转组件。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述主传动轴上位于所述第一带座轴承的下方套设有主同步轮，所述从传动轴的下端套设有从同步轮，所述主同步轮和所述从同步轮之间设置有同步带。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述旋转组件包括平衡轴座，所述平衡轴座内部设置有单向轴承，所述单向轴承套设在所述主传动轴或所述从传动轴的上端；所述平衡轴座上端还设置有平衡轴，所述平衡轴的两端分别设置有旋转体。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述旋转体包括等径圆柱体、球体和流线体。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述展示台还包括正面立板、背面立板和两个侧面立板，所述下部安装板和所述上部安装板分别与所述正面立板、所述背面立板和两个所述侧面立板连接。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述下部安装板、所述上部安装板、所述正面立板、所述背面立板和所述侧面立板均由全胶木板、塑料板或树脂料板制成。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的装置，其特征在于，还包括设置在所述展示台上方的防护罩，所述防护罩外侧边缘处均设置有角材框架。

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