CN216869888U - 一种可准确设定初始摆角的三线摆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可准确设定初始摆角的三线摆，属于物理实验装置技术领域。所述三线摆包括支架、上圆盘及下圆盘；上圆盘固定在支架上端的横梁上，下圆盘通过三根等长的悬线与上圆盘连接，并悬挂于上圆盘的正下方，所述三线摆还包括摆角设定装置，所述摆角设定装置包括转盘及伸缩杆，并设置于所述下圆盘的正下方；所述下圆盘中心设置有用于插入所述伸缩杆的插孔。所述伸缩杆的底部固定至所述转盘的中心，并且所述伸缩杆的杆体与所述转盘表面垂直。所述转盘为圆盘形，并且所述转盘上沿圆周设有角度标尺。所述插孔的形状与所述伸缩杆的可伸缩头的形状相适配，并且所述伸缩杆的可伸缩头插入所述插孔后，所述下圆盘与所述转盘一同旋转。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种可准确设定初始摆角的三线摆，属于物理实验装置技术领域。
背景技术
三线摆是一种用于测量物体转动惯量的实验仪器，主要由上圆盘、下圆盘以及连接上圆盘和下圆盘的三根悬线组成；其中，上圆盘和下圆盘为水平同轴的圆盘，三根悬线对称分布并等长线相连，下圆盘用来放置待测物体；上盘固定在一横梁上，下盘绕中心轴做周期性的扭摆运动，从而实验人员利用放置待测物体前后三线摆转动周期的变化来测量物体的转动惯量，并且在实验时，通常要求三线摆的下圆盘做小角度转动，摆角一般不超过5°。
然而，现有的三线摆依靠徒手转动，缺乏摆角设定装置，因此实验过程中无法准确控制下圆盘摆角的大小，容易因摆角大小不当而导致实验误差的增加。专利CN109084934B公开了一种三线摆的摆角控制装置，其中包括：环形导轨、圆形转盘、空心圆柱、挡板、挡板支持柱、十字架；所述圆形转盘设置于所述环形导轨内侧，沿所述环形导轨来回转动；所述圆形转盘上设置有用于控制所述圆形转盘转动的握把；所述环形导轨的表面设有角度标尺，用于指示所述圆形转盘的转动角度。
上述专利中的摆角控制装置的优点在于，可以通过所述装置设定三线摆的初始摆角大小，但仍具有缺点：该装置通过手动抽去挡板的方式，使十字架在重力作用下下落与三线摆下圆盘分离，从而使三线摆摆动起来，但在挡板抽离过程中，容易引起十字架在抽离方向上产生晃动并带动三线摆下圆盘晃动。另外，十字架由于重量有限，在挡板抽离后，受三线摆下圆盘上档杆作用力及摩擦力的影响，容易产生下落困难而卡在空心圆柱内，致使实验无法继续。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述存在的问题，提供一种可准确设定初始摆角的三线摆。
[技术方案]
本实用新型提出了一种可准确设定初始摆角的三线摆，技术方案如下：
一种可准确设定初始摆角的三线摆，所述三线摆包括支架、上圆盘及下圆盘；其中，所述上圆盘固定在所述支架上端的横梁上，所述下圆盘通过三根等长的悬线与所述上圆盘连接，并悬挂于所述上圆盘的正下方，所述三线摆还包括摆角设定装置，所述摆角设定装置包括转盘及伸缩杆，并设置于所述下圆盘的正下方；所述下圆盘中心设置有用于插入所述伸缩杆的插孔。
在一种实施方式中，所述伸缩杆的底部固定至所述转盘的中心，并且所述伸缩杆的杆体与所述转盘表面垂直。
在一种实施方式中，所述转盘为圆盘形，并且所述转盘上沿圆周设有角度标尺。
在一种实施方式中，所述插孔的形状与所述伸缩杆的可伸缩头的形状相适配，并且所述伸缩杆的可伸缩头插入所述插孔后，所述下圆盘与所述转盘一同旋转。
在一种实施方式中，所述伸缩杆的可伸缩头的形状为正方形，所述下圆盘中心的插孔为正方形孔。
在一种实施方式中，所述插孔的形状与所述伸缩杆的形状还可设置为任意其他形状，例如：三角形或长方形等，以使得所述下圆盘能够与所述转盘一同旋转。
在一种实施方式中，所述伸缩杆为电动伸缩杆。
在一种实施方式中，所述转盘为电动转盘。
根据本实用新型的三线摆在使用时，将摆角设定装置置于所述三线摆下圆盘的正下方，使摆角设定装置的伸缩杆的可伸缩头插入所述下圆盘中心的插孔中；然后按照所述转盘上的角度标尺指示转动转盘，并由所述转盘上的伸缩杆带动下圆盘同步转动至所需的初始摆角位置后，使伸缩杆的可伸缩头与下圆盘分离，此时三线摆以设定的初始摆角开始摆动，即可进行摆动周期等的实验测量。
[有益效果]
本实用新型的三线摆，通过摆角设定装置的电动转盘和电动伸缩杆，在测量物体转动惯量的实验中能够精确设定三线摆的初始摆角，且伸缩杆与三线摆下圆盘分离便捷，不会引起下圆盘的水平晃动，可确保三线摆下圆盘绕中心轴转动，以方便实验操作和转动惯量的准确测量，降低由于人工手动操作造成的误差；同时，还可利用本实用新型的摆角设定装置研究不同初始摆角对实验结果的影响，有利于拓展实验研究内容。
附图说明
图1为本实用新型的三线摆的总体构成示意图；
图2为本实用新型的三线摆的下圆盘的示意图；
图3为本实用新型的摆角设定装置的立体示意图；
图中：1.三线摆，11.上圆盘，12.下圆盘，13.悬线，14.支架，121.插孔，2.摆角设定装置，21.转盘，211.杆座，212.角度标尺，22.伸缩杆，221.可伸缩头。
具体实施方式
为使得本实用新型的装置实现上述目的、特征和优点且能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
实施例一
本实施例提供一种可准确设定初始摆角的三线摆，参见图1至图2，所述三线摆包括支架14、上圆盘11及下圆盘12；上圆盘11固定在支架14的横梁上，下圆盘12水平设置于上圆盘11的正下方，并通过三根长度相等的悬线13与上圆盘11连接。所述三线摆还包括摆角设定装置2，摆角设定装置2包括转盘21及伸缩杆22，并设置于下圆盘12的正下方。
参见图3，所述转盘21为圆盘形，并且转盘21边缘设有角度标尺212，转盘21的中心设置有杆座211，杆座211用于插设伸缩杆22。杆座211侧面开孔并配有紧固螺钉，伸缩杆22的底部插设于杆座211中，并通过紧固螺钉将伸缩杆22底部固定在杆座211内。
参见图2，下圆盘12中心开设插孔121，用于插入伸缩杆22，所述插孔121的形状与所述伸缩杆22的可伸缩头221的形状相适配，并且所述伸缩杆22的可伸缩头221插入所述插孔121后，所述下圆盘12与所述转盘21一同转动。
在一种实施方式中，所述伸缩杆22的可伸缩头221的形状为正方形，插孔121也为正方形孔。
在一种实施方式中，所述伸缩杆22为电动伸缩杆，具体为直流电推杆，可遥控控制可伸缩头221的升降。
在一种实施方式中，所述转盘21为电动转盘，可遥控控制所述转盘21的转动。
本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡是在本实用新型构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够做出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可准确设定初始摆角的三线摆，其特征在于，所述三线摆包括支架、上圆盘及下圆盘；其中，所述上圆盘固定在所述支架上端的横梁上，所述下圆盘通过三根等长的悬线与所述上圆盘连接，并悬挂于所述上圆盘的正下方；
所述三线摆还包括摆角设定装置，所述摆角设定装置包括转盘及伸缩杆，并设置于所述下圆盘的正下方；所述下圆盘的中心设置有用于插入所述伸缩杆的插孔。
2.根据权利要求1所述的一种可准确设定初始摆角的三线摆，其特征在于，所述伸缩杆的底部固定至所述转盘的中心，并且所述伸缩杆的杆体与所述转盘表面垂直。
3.根据权利要求1所述的一种可准确设定初始摆角的三线摆，其特征在于，所述转盘为圆盘形，并且所述转盘上沿圆周设有角度标尺。
4.根据权利要求1所述的一种可准确设定初始摆角的三线摆，其特征在于，所述插孔的形状与所述伸缩杆的可伸缩头的形状相适配，并且所述伸缩杆插入所述插孔后，使所述下圆盘与所述转盘一同旋转。
5.根据权利要求4所述的一种可准确设定初始摆角的三线摆，其特征在于，所述伸缩杆的可伸缩头的形状为正方形，所述下圆盘中心的插孔也为正方形孔。
6.根据权利要求4所述的一种可准确设定初始摆角的三线摆，其特征在于，所述伸缩杆的可伸缩头的形状为三角形或长方形，所述下圆盘中心的插孔也为三角孔或长方形孔。
7.根据权利要求1所述的一种可准确设定初始摆角的三线摆，其特征在于，所述伸缩杆为电动伸缩杆。
8.根据权利要求1所述的一种可准确设定初始摆角的三线摆，其特征在于，所述转盘为电动转盘。
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