RU33512U1 - Волчек - Google Patents

Description

Предлагаемое устройство относится к области создания игрушек, а также средств научно-технического досуга и может быть использовано как наглядное пособие при демонстрации физических законов, в чждности, движения, возникающего за сч взаимодействия электромагнитнщх полей.

Известен волчок по патенту США №5007877 кл.446-242 от 16 апреля 1991 года содержапщй волчек с обкатывающейся поверхностью в виде острого конца оси волчка и встроенного в него магнита. Волчек перемещается по рабочей пов)хности, под которой расположен источник питания, ждущяй генератор с индуктивной нагрузкой.

После первичного запуска волчка при прохождении магнита над ждущим генератором с индуктивной нагрузкой в виде катушки, в последнем за сч ЭДС индукции наводится импульс, которым запускается ждущт генератор формируюпа{й в катушке импульс. Полярность которого , что наведённое магнитное поле увеличивает скорсють данжения мапшта. Таким образом осуществляется подкачка энергии в систему, что делает вращение магнита незатухающим.

Недостаток данного аналога состоит в малой занимательное изза строгой регулярности вращения при выходе на рабочий режим.

Близким к предлагаемому явлжтся волчек описанный в журнале Юный техник fe7 за 1999 год, страницы 66-67, рисунок на странице 67. Волчек содержит электродвигатель с клеммами, двумя обкатывающимися поверхностями, одаа из которых установлена на вал электродвигателя, /{ругая пршфеплена к корпусу электродвигателя и выполнена в виде даска. С противоположной стороны от места феш1ення к электродвигателю установлена солнечБгая бата{ ея. Клеммы солнечной батареи и электродвигателя соединены между собой. Волчек установлен на рабочз ю поверхность об1сшывающимися поверхностями. Энергию солнечная батарея может получать от настольной лампы или от солнца.

При включении настольной лампы электрическая энергия от солнечной батареи поступает на электродвигатель. Так как ни одна из обкатывающихся поверхностей не имеет жёсткого (неразъёмного) соедвнения с рабочей поверхностью вал электродвигателя со своей обкатывающейся поверхностью и корпус со своей начинают вращаться & разных нахфавлениях за счёт

; 73

-;-„ -5--3 v

A63 HI/02

Волчек,

взаимодействия элеюромагнитных сил. Волчек начинает перемещение по сложной спиралеобразной кривой - циклоиде. После отключе1шя настольной лампы движение прекращается.

Недостатками приведённого волчка является следующее. Необходимость имеет источник света, что не позволяет демонстрацию в тёмное время суток. Главным же недостатком является необходимость использования солнечно батареи и её установка на фащающиеся части игрушки. Такую игрушку нельзя передать в руки ребёнку, так как малейшн удар, деформация, тряска приводит к выходу ш строя волчка. Ш занный недостаток значительно снижает область 1фименения волчка.

Недостатки прототипа устраняются в предлагаемом волчке, представленном на рис.1, где использованы следующие обозначения составных элементов:

1- источник питания;

2- рабочая поверхность 1;

3- рабочая поверхность 2;

4- электродвигатель;

5- клеммы электродвигатель;

6- обкатывающаяся поверхность корпуса;

7- обкатывающаяся поверхность вала.

Волчек состоит из источника питания 1 переменного или постоянного токов напряжением как правило, не более 12 вольт для обеспечения безопасности обращения. Возможно питание от сети переменного тока 380/220В через преобразователь напряжения. При этом от источника переменного тока должна быть обязательно гальваническая развязка, как правило, трансформатор. Источник питания 1проводами соединён с рабочей поверхностью2 и рабочей поверхностью 3, которые концентрично установлены на изолированной прокладке и не имеют между собой, электрического контакта.

Рабочая поверхность 2 выполнена, как правило, в виде диска из листового электропроводящего материала с внутренним отверстием.

Рабочая поверхность 3 выполнена, как правило, в виде диска из листового электропроводящего материала. Причём, Ш1утреннее отверстие рабочей поверхности 2 больше или ровно диаметру диска рабочей поверхности 3. Перемещающаяся часть волчка представляет собой электродвигатель 4 переменного или постоянного тока, 1йж щшило, напряжение до 37В. Величина напряжения электродвигателя обуславливается необходимым числом оборотов волчка. На корпусе электродвигателя через изолирующую прокладку установлена обкатывающаяся

поверхность корпуса 6, представляющая собой металлический диск, которая электрич ки соединена с ОДЕЮЙ из клемм элек1родвигателя 4. Другая клемма электродвигателя 5 электрически соединена с корпусом электродвигателя 4. На валу электродвигателя 4 установлена обкатывающая noBq)XHOCTb вала 7, представляюпщя собой меташшческий полу щ, диск, щ непосредственно насажанный на вал.

Принцип действия в качесгве примера описан 1фи использовании истощшка постоянного тока и двигателя постоянного тока со Щ ТОЧНЬШЕ узлом и независимым возбуждением от магнитов.

При включенном источнике питания 1, ток, например, от минусовой клеммы источника питания 1 по проводам поступает на рабочую поверхность 3. Затем на oбкaШ вaюп yюcя поверхность вала 7, вал электродвигателя; подшипниковый узел, корпус, провод, на минусовую клемму электродвигателя 5. От минусовой клеммы электродвигателя 5 ток поступает на минусовую щётку, коллекгор, обмотку и обратно через коллектор поступает на mnocoBjro щётку и клемму электродвигателя 5. Так как плюсовая клемма электродвигателя 5 имеет соединение с обкатывающейся поверхностью корпуса 6, ток поступает на неё и затем на рабочую поверхность 2 и плюсовую клемму источника питания 1. Благодаря взаимодействию электромагнитных сил обкатывающаяся поверхность корпуса 6 начинает вргицение по рабочей поверхности 2, например, по часовой стрелке, обкатывающаяся поверхность вала 7 начинает вращение по рабочей поверхности 3 против часовой стрелки. Волчек бегает по сложной спиралеобразной кривой циклоиде.

В случае необходимости ограничения площади перемещения рабочие поверхности 2 и 3 могут быть расположены в разных плоскостях. Для создания болыпего зрелищного эффекта, в первую очередь при затемнении, по крайней мере, на одной из обкатывающихся поверхностей могут быть выполнены зубцы. Замыкание и размыканяе электрической цепи приведёт к искрению в местах контакта обкатывающейся и рабочей поверхностей.

Предлагаемый волчёк при этом может быть использован в качестве зрелиощых эффектов, а так же в рекламных целях, тто распшряет фуншщональные возможности.

Рабочая поверхность 2, например, может быть выполнена не из металла, а из электропроводащей жидкости. Это может быть магнитная жидасость цвета. В случае щ)именения электропроводящей жидкости конструкция волчка должна бьпъ плавающей.

Для усиления зрелищного эффекта в конструкции волчка может быть установлен блок изменения напряжения, что позволит в автоматическом режиме изменять как скорость вращения, так и направление вращения.

Диапазон изменения числа оборотов может быть расширен установкой на обкатывающуюся поверхность корпуса дополнительных источников питания.

Кроме установки дополниггельных источников питания в связи с тем, что на обкатывающейся поверхности корпуса нет необходимости в обязательной установки солнечных батарей, как это имеет место в прототипе, возможна установка зрелищных эффектов, например, мерцаюцщх ламп.

Всё вьшзеприведбнное показывает, что благодаря существенным отличием предлагаемого волчка обеспечиваются требуемые технические и зрелищные эффекты.

Автор(Коппсин A.M.)

Claims (6)

1. Волчек, содержащий источник питания, рабочую поверхность, электродвигатель с клеммами и двумя обкатывающимися в разных направлениях поверхностями, одна из которых установлена на корпусе, а другая на валу двигателя, отличающийся тем, что рабочая поверхность выполнена из двух концентрично расположенных поверхностей изолированных друг от друга, каждая из которых соединена с источником питания, одна из обкатывающихся поверхностей имеет электрический контакт с одной из рабочих поверхностей, установлена на корпусе электродвигателя изолированно от него и электрически соединена с одной из клемм, другая обкатывающаяся поверхность имеет электрический контакт с другой рабочей поверхностью, установлена на валу электродвигателя и имеет электрическое соединение с другой клеммой электродвигателя.

2. Волчек по п.1, отличающийся тем, что рабочие поверхности расположены в разных плоскостях.

3. Волчек по пп.1 и 2, отличающийся тем, что, по крайней мере, на одной из обкатывающейся поверхности выполнены зубцы.

4. Волчек по пп.1-3, отличающийся тем, что, по крайней мере, одна из рабочих поверхностей - электропроводящая жидкость.

5. Волчек по п.1, отличающийся тем, что на обкатывающейся поверхности корпуса установлен источник питания, например батарея питания, подключенная к клеммам электродвигателя.

6. Волчек по пп.1-5, отличающийся тем, что в электрической цепи установлен блок изменения напряжения.