CN214897199U - 一种铁路机械演示教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铁路机械演示教具，包括演示台、可旋转体、磁轨以及超导模型，可旋转体通过转轴嵌于演示台的台面内，以使可旋转体可相对演示台进行旋转，磁轨固定于可旋转体一面上，超导模型可悬浮于磁轨上方。本实用新型可既演示常见的超导模型上浮于磁轨运动，还可以演示当磁轨位于台面下时，超导模型悬空于磁轨下运动，让学生更直观、容易的了解超导磁悬浮的原理，便于加强学习效果。

Description

一种铁路机械演示教具

技术领域

本实用新型涉及教学演示教具领域，具体涉及一种铁路机械演示教具。

背景技术

现代社会高速发展，随着我国自主研发设计、自主制造的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车及试验线下线使用以及政府首次公开了京港澳和沪深广两条高速磁悬浮的构想，超导磁悬浮列车再次纳入到铁路轨道规划中。

在日常教学中，很多学生对于磁悬浮列车原理的理解还停留在简单的“同性相斥、异性相吸”通过不同极磁体之间的排斥力抵消重力从而实现悬浮的阶段，而现今的超导磁悬浮更多的是通过量子捕获，以使量子通量管被压制并在空间上锁住超导体以实现“磁悬浮”。目前用于演示“磁悬浮”原理的铁路机械演示教具一般是只能演示模型上浮特性，较少能很好地在教学中展示超导体可上浮和悬空特性的教具。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种铁路机械演示教具，其可克服上述缺陷，能够教学中展示超导体可上浮和悬空特性。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种铁路机械演示教具，包括演示台、可旋转体、磁轨以及超导模型，所述可旋转体通过转轴嵌于所述演示台的台面内，以使所述可旋转体可相对所述演示台进行旋转，所述磁轨固定于所述可旋转体一面上，所述超导模型可悬浮于所述磁轨上方。

进一步，所述演示台上设置有定位组件，可用于防止所述可旋转体旋转。

进一步，所述定位组件包含止档板以及将所述止档板与所述演示台连接的固定件，所述止档板可按所述固定件为圆心旋转。

进一步，所述演示台台面上表面和下表面各设置有两个所述定位组件。

进一步，所述磁轨是由永磁体构成的圆形磁轨，沿着所述磁轨的磁通量是不变的。

进一步，所述超导模型由YBaCuO或GdBaCuO制成。

进一步，所述可旋转体由透明材料制成。

进一步，所述磁轨的面积大小小于其固定于的所述可旋转体的表面。

进一步，所述磁轨上的永磁体由钕铁硼材料制成。

采用上述方案后，使用本实用新型的铁路机械演示教具可既演示常见的超导模型上浮于磁轨运动，还可以演示当磁轨位于台面下时，超导模型悬空于磁轨下运动，让学生更直观、容易的了解超导磁悬浮的原理，便于加强学习效果。本实用新型结构简单便于操作，且在使用过程中不需要通电危险性底，可让学生在理解操作流程后自行操作加强理解。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的侧面视图；

图3是本实用新型实施例中的仰视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要明确的是，术语“垂直”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“水平”“倾斜”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型，而不是意味着所指的装置或部件必须具有特有的方位或位置，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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是直接相连。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。

本实用新型实施例提供一种铁路机械演示教具。如图1所示，作为本实用新型实施例的一种铁路机械演示教具，包括演示台1、可旋转体2、磁轨3以及超导模型4和用于防止可旋转体2旋转的定位组件5，演示台1包括中空的台面和支撑台面的台柱，一般台面选择用不能被磁体吸引的材质制成，台面镂空的部分为对称形状，一般为圆形、方形、等腰三角形等。

可旋转体2通过转轴21嵌于演示台1的台面内，以使可旋转体2可相对演示台1进行旋转。可旋转体2可以选择由例如玻璃等透明材料制成，这样可以方便观察实验的演示，大小和形状与台面镂空的部分适配，一般情况下可旋转体2的厚度和演示台1台面的厚度一样。

磁轨3固定于可旋转体2一面上，磁轨3是由例如钕铁硼等材料制成永磁体构成的磁轨，沿着磁轨3的磁通量是不变的。磁轨3的面积一般小于其固定于的可旋转体2的表面，这样磁轨3的边缘距离可旋转体2的边缘有一定距离，可以用于操作可旋转体2的旋转。

可旋转体2安装于演示台1的台面后，与台面有一定缝隙，以使安装了磁轨3的可旋转体2可以沿转轴21进行180°至360°旋转。

超导模型4一般可由YBaCuO或GdBaCuO制成，当超导模型4经液氮冷却从正常态转变为超导态时，如图2所示，可悬浮于磁轨3上方。

磁轨3的形状可以为圆形、椭圆形、长条形，选择圆形的磁轨3，可以保证当超导模型4悬浮于磁轨3上方时，在于磁轨3平行的方向对超导模型4施加一个驱动力，可以使超导模型4沿着圆形磁轨3做环绕运动。

定位组件5包含止档板51以及将止档板51与演示台1连接的固定件52，止档板51可按固定件52为圆心旋转。一般情况下演示台1台面上表面和下表面相对两侧各设置有两个定位组件5。如果是选择圆形的可旋转体2，可以选择设置两个长度不超过可旋转体2半径的定位组件5，也可以选择设置一个长度超过可旋转体2半径的定位组件5。只要定位组件5运作后可以保证可旋转体2无法旋转就可以。

本实用新型在使用时，如图3所示，转动可旋转体2将固定有磁轨3的一面朝上，此时转动演示台1台面下表面的止档板51，以使两个止挡板51部分位于可旋转体2下方，此时通过两个止挡板51的相互配合可旋转体2此时为不可旋转的状态。此时通过液氮等冷却剂对超导模型4进行冷却，使其由正常态转变为超导态，将该状态下的超导模型4置于磁轨3上方，超导模型4可以实现悬浮于磁轨3上方，由于超导模型4与磁轨3之间没有直接的接触摩擦，只要沿磁轨3延伸方向给超导模型4一个推动力，超导模型4就可以沿磁轨3运动。

转动可旋转体2将固定有磁轨3的一面朝下，此时转动演示台1台面上表面的止档板51，以使两个止挡板51部分位于可旋转体2上方，此时通过两个止挡板51的相互配合可旋转体2此时为不可旋转的状态。此时通过液氮等冷却剂对超导模型4进行冷却，使其由正常态转变为超导态，将该状态下的超导模型4置于磁轨3下方，超导模型4可以实现悬浮于磁轨3下方，由于超导模型4与磁轨3之间没有直接的接触摩擦，只要沿磁轨3延伸方向给超导模型4一个推动力，超导模型4就可以沿磁轨3运动。

本实用新型可以同时将两个或更多的超导模型4置于磁轨3上方或下方进行实验演示，只要超导模型4分别位于不同的高度以防止在运动时互相碰撞。

使用本实用新型的铁路机械演示教具可既演示常见的超导模型上浮于磁轨运动，还可以演示当磁轨位于台面下时，超导模型悬空于磁轨下运动，让学生更直观、容易的了解超导磁悬浮的原理，便于加强学习效果。本实用新型结构简单便于操作，且在使用过程中不需要通电危险性底，可让学生在理解操作流程后自行操作加强理解。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种铁路机械演示教具，其特征在于，包括演示台(1)、可旋转体(2)、磁轨(3)以及超导模型(4)，所述可旋转体(2)通过转轴(21)嵌于所述演示台(1)的台面内，以使所述可旋转体(2)可相对所述演示台(1)进行旋转，所述磁轨(3)固定于所述可旋转体(2)一面上，所述超导模型(4)可悬浮于所述磁轨(3)上方。

2.根据权利要求1所述的铁路机械演示教具，其特征在于，所述演示台(1)上设置有定位组件(5)，可用于防止所述可旋转体(2)旋转。

3.根据权利要求2所述的铁路机械演示教具，其特征在于，所述定位组件(5)包含止档板(51)以及将所述止档板(51)与所述演示台(1)连接的固定件(52)，所述止档板(51)可按所述固定件(52)为圆心旋转。

4.根据权利要求3所述的铁路机械演示教具，其特征在于，所述演示台(1)台面上表面和下表面各设置有两个所述定位组件(5)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的铁路机械演示教具，其特征在于，所述磁轨(3)是由永磁体构成的圆形磁轨，沿着所述磁轨(3)的磁通量是不变的。

6.根据权利要求1-4任一项所述的铁路机械演示教具，其特征在于，所述超导模型(4)由YBaCuO或GdBaCuO制成。

7.根据权利要求1-4任一项所述的铁路机械演示教具，其特征在于，所述可旋转体(2)由透明材料制成。

8.根据权利要求1-4任一项所述的铁路机械演示教具，其特征在于，所述磁轨(3)的面积大小小于其固定于的所述可旋转体(2)表面。

9.根据权利要求5所述的铁路机械演示教具，其特征在于，所述磁轨(3)上的永磁体由钕铁硼材料制成。

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