RU50850U1

RU50850U1 - ROTATING DEVICE

Info

Publication number: RU50850U1
Application number: RU2005119477/22U
Authority: RU
Original assignee: Ивченко Юрий Григорьевич
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2006-01-27

Abstract

Предложено вращающееся устройство, содержащее основание с рабочей поверхностью, внутри которого помещен ждущий генератор с индуктивной нагрузкой и источником питания, волчок с обкатывающейся поверхностью в виде конца оси вращения и диска со встроенными магнитами, выпукло-вогнутую линзу, установленную между рабочей поверхностью основания и обкатывающейся поверхностью волчка. Отличием полезной модели является то, что между рабочей поверхностью основания и выпукло-вогнутой линзой расположена жидкость. Во вращающемся устройстве в качестве жидкости может быть использована магнитная жидкость. Во вращающемся устройстве выпукло-вогнутая линза может иметь ось вращения, а на рабочей поверхности основания может быть выполнено устройство крепления оси выпукло-вогнутой линзы. В качестве источника питания может быть использована солнечная батарея. В цепи питания может быть установлен блок регулирования напряжения. Радиус кривизны выпуклой поверхности линзы может быть меньше радиуса кривизны рабочей поверхности основания. Радиус кривизны выпуклой поверхности линзы может быть больше радиуса кривизны рабочей поверхности основания. Рабочей поверхностью основания может быть жидкость, а по внешней поверхности выпукло-вогнутой линзы может быть выполнен резервуар с устройством регулирования веса.A rotating device comprising a base with a working surface, inside which a waiting generator with an inductive load and a power source, a spinning top with a rolling surface in the form of the end of the axis of rotation and a disk with built-in magnets, a convex-concave lens mounted between the working surface of the base and the rolling surface is proposed top. The difference between the utility model is that between the working surface of the base and the convex-concave lens is a liquid. In a rotating device, magnetic fluid may be used as a fluid. In a rotating device, the convex-concave lens may have an axis of rotation, and on the working surface of the base, a device for fixing the axis of the convex-concave lens can be made. A solar battery may be used as a power source. A voltage control unit can be installed in the power circuit. The radius of curvature of the convex surface of the lens may be less than the radius of curvature of the working surface of the base. The radius of curvature of the convex surface of the lens may be greater than the radius of curvature of the working surface of the base. The working surface of the base may be liquid, and a reservoir with a weight control device may be formed on the outer surface of the convex-concave lens.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области создания игрушек, а так же средств научно-технического досуга и может быть использована как наглядное пособие при демонстрации физических законов, в частности, движения, возникающего за счет взаимодействия электромагнитных полей, сил трения. Возможно проведение исследований крутящего момента, механической мощности и др.The proposed utility model relates to the field of creating toys, as well as means of scientific and technical leisure, and can be used as a visual aid in demonstrating physical laws, in particular, motion arising from the interaction of electromagnetic fields, friction forces. It is possible to conduct research on torque, mechanical power, etc.

Вращающееся устройство, смотри патент США, №5007877 кл.446-242 от 16 апреля 1991 года, содержащий волчок с обкатывающейся поверхностью в виде конца оси вращения и встроенного магнита. Волчок перемещается по рабочей поверхности, под которой расположен ждущий генератор с индуктивной нагрузкой и источник питания.Rotating device, see US patent No. 5007877 class 466-242 of April 16, 1991, containing a spinning top with a rolling surface in the form of the end of the axis of rotation and a built-in magnet. The top moves along the working surface, under which there is a waiting generator with inductive load and a power source.

После первичного запуска волчок со встроенным магнитом проходит над ждущим генератором с индуктивной нагрузкой. В последней за счет ЭДС индукции наводится импульс, которым запускается ждущий генератор. Полярность импульса такова, что наведенное магнитное поле увеличивает скорость движения волчка. Таким образом, обеспечивается подкачка энергии в систему, что делает вращение волчка незатухающим.After the initial start-up, a top with a built-in magnet passes over the standby generator with inductive load. In the latter, due to EMF induction, a pulse is induced by which the waiting generator is started. The polarity of the pulse is such that the induced magnetic field increases the velocity of the top. Thus, the pumping of energy into the system is ensured, which makes the rotation of the top undamped.

Недостатком данного аналога является значительная сложность приборов измерения при проведении исследований сил трения и момента количества движений при перемещении волчка по рабочей поверхности и изменении частоты вращения. Объясняется это тем, что при использовании волчка в качестве наглядного пособия возникает необходимость в визуальном наблюдении изменения сил трения или момента количества движения. Это приводит к необходимости использования, например, стрелочного прибора, что ограничивает функциональные возможности волчка и усложняет конструкцию. Зрелищный эффект ограничен.The disadvantage of this analogue is the significant complexity of the measuring instruments when conducting studies of friction forces and the moment of number of movements when moving the top along the working surface and changing the speed. This is explained by the fact that when using the top as a visual aid, there is a need for visual observation of changes in friction forces or moment of momentum. This leads to the need to use, for example, a pointer device, which limits the functionality of the top and complicates the design. The spectacular effect is limited.

Недостатки указанного вращающегося устройства частично устранены в волчке, смотри патент России на полезную модель №40204, класс МКИ А 63 Н 1/02 от 16 марта 2004 года. Вращающееся устройство содержит основание с рабочей поверхностью, внутри которого помещен ждущий генератор с индуктивной нагрузкой и источником питания, волчок с The disadvantages of this rotating device are partially eliminated in the top, see Russian patent for utility model No. 40204, class MKI A 63 H 1/02 of March 16, 2004. The rotating device contains a base with a working surface, inside of which there is a waiting generator with an inductive load and a power source, a top with

обкатывающейся поверхностью в виде конца оси вращения и встроенного магнита.a rolling surface in the form of the end of the axis of rotation and a built-in magnet.

Отличием от аналога является то, что между рабочей поверхностью основания и обкатывающейся поверхностью волчка установлена выпукло-вогнутая линза, при этом радиус кривизны выпуклой поверхности линзы меньше радиуса кривизны рабочей поверхности основания.The difference from the analogue is that a convex-concave lens is installed between the working surface of the base and the rolling surface of the top, while the radius of curvature of the convex surface of the lens is less than the radius of curvature of the working surface of the base.

Это позволяет улучшить конструкцию волчка и расширить функциональные возможности прибора и зрелищный эффект за счет визуального наблюдения вращающихся отдельных частей волчка в одном или разных направлениях.This allows you to improve the design of the top and to expand the functionality of the device and a spectacular effect due to the visual observation of the rotating individual parts of the top in one or different directions.

Недостатком волчка является возникновение значительных сил трения между рабочей поверхностью основания и линзой, особенно при указанных ограничениях кривизны поверхностей, что приводит к необходимости увеличения мощности источника питания и ждущего генератора, снижению зрелищного эффекта.The disadvantage of the top is the occurrence of significant frictional forces between the working surface of the base and the lens, especially under the indicated restrictions on the curvature of the surfaces, which leads to the need to increase the power of the power source and the standby generator, reducing the spectacular effect.

Недостатки прототипа устраняются в предлагаемом вращающемся устройстве.The disadvantages of the prototype are eliminated in the proposed rotating device.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

Фиг.1 - чертеж вращающегося устройства.Figure 1 is a drawing of a rotating device.

Фиг.2 - чертеж места касания волчка с выпукло-вогнутой линзой.Figure 2 - drawing of the place of contact of the top with a convex-concave lens.

Фиг.3 - чертеж вращающегося устройства с радиусом кривизны рабочей поверхности основания меньше радиуса кривизны выпуклой поверхности линзы.Figure 3 is a drawing of a rotating device with a radius of curvature of the working surface of the base is less than the radius of curvature of the convex surface of the lens.

Фиг.4 - чертеж вращающегося устройства с резервуаром на волчке и жидкой рабочей поверхностью.Figure 4 is a drawing of a rotating device with a tank on the top and a liquid working surface.

На фигурах использованы следующие обозначения условных элементов:The following notation of conventional elements is used in the figures:

1 - основание;1 - base;

2 - рабочая поверхность;2 - working surface;

3 - ждущий генератор;3 - standby generator;

4 - источник питания;4 - power source;

5 - выпукло-вогнутая линза;5 - convex-concave lens;

6 - волчок;6 - a top;

7 - магнит;7 - magnet;

8 - жидкость;8 - liquid;

9 - резервуар.9 - tank.

Предлагаемое вращающееся устройство, смотри фиг.1, состоит из The proposed rotating device, see figure 1, consists of

основания 1 с рабочей поверхностью 2, в которой помещен ждущий генератор 3 и источник питания 4. На рабочей поверхности 2 установлена выпукло-вогнутая линза 5, а на ней установлен волчок б с магнитом 7. Существенным отличием от прототипа является наличие между рабочей поверхностью 2 и выпукло-вогнутой линзой 5 жидкости 8. Например, магнитной жидкости или масла.base 1 with a working surface 2, in which the waiting generator 3 and a power source 4 are placed. A convex-concave lens 5 is mounted on the working surface 2, and a top b with a magnet 7 is installed on it. A significant difference from the prototype is the presence between the working surface 2 and convex-concave lens 5 of fluid 8. For example, magnetic fluid or oil.

Итак, смотри фиг.1, пусть волчок 6 первично приведен во вращение одним из известных способов и установлен на выпукло-вогнутую линзу 5. При прохождении магнита 7 над ждущим генератором 3, в последнем за счет ЭДС индукции наводится импульс, полярность которого такова, чтобы наведенное магнитное поле увеличило скорость вращения волчка 6.So, see figure 1, let the top 6 is first brought into rotation by one of the known methods and mounted on a convex-concave lens 5. When the magnet 7 passes over the waiting generator 3, in the latter a pulse is induced due to the EMF induction, the polarity of which is such that the induced magnetic field increased the speed of rotation of the top 6.

При этом, за счет сил трения, передающихся от вращающегося волчка 6 и жидкости 8 приводится во вращение и выпукло-вогнутая линза 5. При разгоне и перемещении волчка 6 все время изменяется и скорость вращения выпукло-вогнутой линзы 5. Благодаря чему усиливается зрелищный эффект.At the same time, due to the friction forces transmitted from the rotating top 6 and the liquid 8, the convex-concave lens 5 is also rotated. When accelerating and moving the top 6, the rotation speed of the convex-concave lens 5 changes all the time. As a result, the spectacular effect is enhanced.

Однако выпукло-вогнутая линза 5при некоторых положениях волчка 6 может останавливаться и даже вращаться в обратном направлении по отношению к направлению вращения волчка 6. Объясняется это следующим, смотри фиг.2. Практически ось волчка 6 может достаточно долго при вращении не совпадать с осью выпукло-вогнутой линзы 5. И точка касания А волчка 6 может не лежать ни на одной из этих осей /на рисунке отклонение для наглядности значительно увеличено/. Точка касания А при вращении волчка 6 по часовой стрелке движется перпендикулярно к плоскости рисунка по направлению к читателю. В результате трения с жидкостью 8 волчок 6 увлекает во вращение выпукло-вогнутую линзу 5 против часовой стрелки. При переходе вращения выпукло-вогнутой линзы 5 от одного состояния к другому она на некоторое время останавливается. Когда точка касания А совпадает с осью вращения волчка 6, вращение выпукло-вогнутой линзы 5 и волчка 6 осуществляется в одном направлении.However, the convex-concave lens 5 at some positions of the top 6 can stop and even rotate in the opposite direction with respect to the direction of rotation of the top 6. This is explained as follows, see figure 2. In practice, the axis of the top 6 may not coincide for a long time during rotation with the axis of the convex-concave lens 5. And the point of contact A of the top 6 may not lie on any of these axes / in the figure the deviation is significantly increased for clarity /. Touch point A, when the top 6 rotates clockwise, moves perpendicularly to the plane of the figure towards the reader. As a result of friction with the fluid 8, the top 6 carries the counter-clockwise convex-concave lens 5 into rotation. When the rotation of the convex-concave lens 5 passes from one state to another, it stops for a while. When the point of contact A coincides with the axis of rotation of the top 6, the rotation of the convex-concave lens 5 and the top 6 is carried out in the same direction.

При необходимости увеличения неустойчивого состояния волчка б и для проведения исследований в качестве жидкости 8 может быть использована магнитная жидкость. Так как магнитная жидкость притягивается к магнитам 7 волчка 6 возникает колебательный процесс, что увеличивает зрелищный эффект.If necessary, increase the unstable state of the top b and to conduct research as a fluid 8 can be used magnetic fluid. Since the magnetic fluid is attracted to the magnets 7 of the top 6, an oscillatory process occurs, which increases the spectacular effect.

При использовании волчка 6 большей массы при перемещении его по поверхности выпукло-вогнутой линзы 5 возможно ее опрокидывание. Для исключения опрокидывания выпукло-вогнутая линза 5 может иметь ось вращения, а на рабочей поверхности 2 и в основании 1 может быть выполнено устройство крепления выпукло-вогнутой линзы 5.When using a top 6 of a larger mass when moving it along the surface of a convex-concave lens 5, it may tip over. To avoid overturning, the convex-concave lens 5 may have an axis of rotation, and on the working surface 2 and in the base 1, a device for attaching the convex-concave lens 5 may be made.

Для большего зрелищного эффекта источник питания 4 может быть вынесен на видимое место, а в качестве источника могут быть использованы солнечные батареи.For a more spectacular effect, the power supply 4 can be placed in a visible place, and solar panels can be used as a source.

В цепи источника питания 4 может быть установлен блок изменения напряжения, что позволит регулировать время разгона или замедления волчка 6, его покачиванию и другим зрелищным эффектам.In the circuit of the power source 4, a voltage change unit can be installed, which will allow you to adjust the acceleration or deceleration time of the top 6, its wiggle and other spectacular effects.

Вращающееся устройство может иметь радиус кривизны выпуклой поверхности линзы больше или меньше радиуса кривизны рабочей поверхности основания.The rotating device may have a radius of curvature of the convex surface of the lens is greater or less than the radius of curvature of the working surface of the base.

При радиусе кривизны выпуклой поверхности линзы 5, смотри фиг.3, больше радиуса кривизны рабочей поверхности 2 основания 1 вес волчка 6 может быть значительно увеличен, так как давление волчка 6 на основание 1 передается по линии касания, а не в одной точке.When the radius of curvature of the convex surface of the lens 5, see figure 3, more than the radius of curvature of the working surface 2 of the base 1, the weight of the top 6 can be significantly increased, since the pressure of the top 6 on the base 1 is transmitted along the touch line, and not at one point.

Источник питания, как правило, постоянного тока не более 12 вольт для обеспечения безопасности обращения.The power source, as a rule, is a direct current of not more than 12 volts to ensure safe handling.

На фиг 4 показано вращающееся устройство, у которого рабочая поверхность 2 основания 1 - жидкость, а по внешней поверхности выпукло-вогнутой линзы 5 выполнен резервуар 9 с устройством регулирования веса. В качестве жидкости 8 используется рабочая поверхность 2.Figure 4 shows a rotating device, in which the working surface 2 of the base 1 is a liquid, and on the outer surface of the convex-concave lens 5 there is a reservoir 9 with a weight control device. As a liquid 8, a working surface 2 is used.

Изменяя вес резервуара 9, например, заполнением водой, можно регулировать глубину погружения выпукло-вогнутой линзы 5, а, следовательно, и волчка 6, что позволит использовать один ждущий генератор 3 с разными весовыми параметрами волчка 6.By changing the weight of the reservoir 9, for example, by filling with water, it is possible to adjust the immersion depth of the convex-concave lens 5, and, consequently, the top 6, which will allow using one standby generator 3 with different weight parameters of the top 6.

При применении описанной конструкции желательно использование магнитной жидкости в качестве жидкости 8, так как она не будет загрязнять вращающееся устройство.When using the described construction, it is desirable to use magnetic fluid as fluid 8, since it will not contaminate the rotary device.

Место касания волчка 6 может быть не острый конец, а сфера радиусом не менее половины диаметра оси волчка, что позволит более частому изменению направления вращения волчка 6.The point of contact of the top 6 may not be a sharp end, but a sphere with a radius of at least half the diameter of the axis of the top, which will allow a more frequent change in the direction of rotation of the top 6.

Для большего зрелищного эффекта выпукло-вогнутая линза 5 может быть выполнена из прозрачного стекла и на ее поверхности, а так же и на рабочей поверхности 2 могут быть нанесены стробоскопические риски, узоры и т.д. Полюса магнита 7 волчка 6 могут быть расположены как вдоль, так и поперек оси вращения волчка 6. При этом число полюсов магнита 7 должно выбираться с учетом зрелищного эффекта.For a more spectacular effect, the convex-concave lens 5 can be made of transparent glass and on its surface, as well as on the working surface 2, strobe risks, patterns, etc. can be applied. The poles of the magnet 7 of the top 6 can be located both along and across the axis of rotation of the top 6. The number of poles of the magnet 7 should be selected taking into account the spectacular effect.

Практически для изготовления рабочей поверхности 2 и выпукло-вогнутой линзы 5 лучше использовать очковые линзы +0.25-0.5 диоптрии и +3-6диоптрий соответственно. Рабочая поверхность 2 может быть и бесконечным радиусом кривизны - плоскость, однако при большой массе волчка 6 он может сдвинуть выпукло-вогнутую линзу 5 в сторону от ждущего генератора 3.In practice, for manufacturing the working surface 2 and the convex-concave lens 5, it is better to use spectacle lenses + 0.25-0.5 diopters and + 3-6 diopters, respectively. The working surface 2 can also be an infinite radius of curvature - the plane, however, with a large mass of the top 6, it can move the convex-concave lens 5 away from the waiting generator 3.

Использование жидкости приводит к значительному снижению коэффициента трения, расширяются функциональные возможности вращающегося устройства. Снижение сил трения позволяет выпукло-вогнутой линзе реагировать на самые незначительные колебания оси вращения волчка.The use of fluid leads to a significant decrease in the coefficient of friction, expanding the functionality of a rotating device. Reducing the friction forces allows the convex-concave lens to respond to the most minor fluctuations in the axis of rotation of the top.

Так как при перемещении волчка по рабочей поверхности, изменении частоты вращения линза в момент вращения реагирует своим поворотом в одном или другом направлениях отпадает необходимость в наличии визуальных приборов. Это позволяет упростить конструкцию демонстрационного прибора. Кроме этого использование линзы позволяет расширить функциональные возможности устройства, а именно использовать его не как игрушку, но и как наглядное пособие - физический прибор для демонстрации сил трения и момента количества движения различных тел и материалов. Возможно проведение исследований различных магнитных жидкостей, используемых не только в качестве смазывающих материалов, но и герметизирующих, вакуумных и других.Since when moving the top along the working surface, changing the frequency of rotation of the lens at the time of rotation, it reacts with its rotation in one or the other direction, there is no need for visual devices. This simplifies the design of the demonstration device. In addition, the use of a lens allows you to expand the functionality of the device, namely to use it not as a toy, but also as a visual aid - a physical device for demonstrating the friction forces and angular momentum of various bodies and materials. It is possible to conduct research on various magnetic fluids used not only as lubricants, but also sealing, vacuum and others.

Таким образом показано, что совокупность существенных признаков предлагаемого вращающегося устройства обеспечивает получение требуемого технического результата.Thus, it is shown that the set of essential features of the proposed rotating device provides the desired technical result.

Claims

1. A rotating device containing a base with a working surface, inside which there is a waiting generator with an inductive load and a power source, a top with a rolling surface in the form of the end of the axis of rotation and a disk with built-in magnets, a convex-concave lens mounted between the working surface of the base and rolling the top surface, characterized in that between the working surface of the base and the convex-concave lens is a liquid.

2. The rotating device according to claim 1, characterized in that the magnetic fluid is used as the liquid.

3. The rotating device according to claim 1, characterized in that the convex-concave lens has an axis of rotation, and on the working surface of the base there is a device for fastening the axis of the convex-concave lens.

4. The rotating device according to claim 1, characterized in that a solar battery is used as a power source.

5. The rotating device according to claim 1, characterized in that the voltage control unit is installed in the power circuit.

6. The rotating device according to claim 1, characterized in that the radius of curvature of the convex surface of the lens is less than the radius of curvature of the working surface of the base.

7. The rotating device according to claim 1, characterized in that the radius of curvature of the convex surface of the lens is greater than the radius of curvature of the working surface of the base.

8. The rotating device according to claim 1, characterized in that the working surface of the base is liquid, and a reservoir with a weight control device is made on the outer surface of the convex-concave lens.