TWM582211U

TWM582211U - Curved bead device

Info

Publication number: TWM582211U
Application number: TW108204508U
Authority: TW
Inventors: 婉瑜; 凃懿庭
Original assignee: 東吳大學
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2019-08-11
Also published as: CN210606236U

Abstract

一種曲徑流珠裝置包括複數軌道固定件，各該軌道固定件包括夾持件、支柱及固定底座；夾持件兩側各設有夾持口，用以夾持軌道；支柱一端固設在夾持件，另一端固設在固定底座，固定底座可固定在展示面上，並可依需求調整位置，使軌道沿著軌道固定件的位置任意彎曲；滾動件放置在軌道的起點，當滾動件從軌道的起點滾下，其運動過程可供觀察、量測及分析滾動件的速度、加速度、動能及位能等，而可作為物理演示實驗裝置。

Description

曲徑流珠裝置

本創作為一種物理教學的演示實驗裝置，特別是指一種滾動件在軌道上運動的實驗裝置。

學生在探討運動學、動力學、力學能守恆原理時，最有效且簡便的方法是利用演示實驗裝置。但是目前探討珠子在軌道上運動的實驗軌道，例如雙珠競走軌道，通常是利用木頭或壓克力切割出軌道形狀，再於軌道上黏貼壓條，使珠子可以在壓條上運動。這種軌道製作不易，且耗時費工、變化少、笨重、佔空間，搬運也很困難，而且一座軌道只能固定一種軌道形狀，因此可探討的內容有限。再者，壓條彎曲程度有限，因此不容易變化軌道形狀，學生無法利用更多的軌道形狀進行探究與實作實驗。由以上因素可知，舊有的雙珠競走軌道很難在校園推廣，而亟待加以改良。

本創作之主要目的係在提供一種曲徑流珠裝置，其結構簡單、零件少、不佔空間、輕便又方便收納者。

本創作之次一目的係在提供一種曲徑流珠裝置，本創作方便拆解與組裝，且攜帶搬運方便者。

本創作之另一目的係在提供一種曲徑流珠裝置，其操作簡便，可以方便及迅速改變軌道形狀，提升實驗效率者。

本創作之再一目的係在提供一種曲徑流珠裝置，其可以任意改變軌道形狀、間距、軌道材質，以及滾動件的材質、形狀與大小，學生因此可以研究滾動件在不同軌道的運動情形，以增加學生可以探討的內容者。

本創作為達上述目的所採行的技術手段為該曲徑流珠裝置包括複數軌道固定件，各該軌道固定件包括一夾持件、一支柱及一固定底座；該夾持件兩側各設有一夾持口，用以夾持一軌道；該支柱之一端固設在該夾持件，另一端固設在該固定底座，該固定底座可固定在展示面上並方便調整位置，使該軌道沿著該軌道固定件的位置任意彎曲；一滾動件，係設在該軌道的起點，該軌道的起點係設於傾斜處，當該滾動件從該軌道的起點滾下，可供觀察、量測及分析該滾動件的速度、加速度、動能及位能等，而可作物理演示實驗者。

茲為使本創作之技術特徵及所達成之功效獲致進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後：

請參閱第1至3圖，係本創作第一實施例，曲徑流珠裝置1包括：軌道固定件10、軌道20、支撐件30及滾動件50。

軌道固定件10包括夾持件11、支柱12及固定底座13，夾持件11兩側分別向上延伸有一夾持顎111，夾持顎111於連接處設有一往內凹的夾持口112，以夾持軌道20。夾持口112於其開口處設有數條裂槽使之具有彈性，方便軌道20嵌設於夾持口112並夾持於夾持件11兩側。夾持件11往下延伸有一L型的插片113，用以插設在一夾持座114之插孔1141。

插片113與夾持座114的插接方式可設為直插或可如第4圖中所示，將原本L型的插片113與夾持座114一體成型為向下延伸的夾持部15的結構。

支柱12一端設有一螺孔121固設在夾持座114的連接孔1142，另一端固設在一固定底座13其中間板131的連接孔1311上。但依實際組合需求，亦可設為如第5A圖中所示的支柱16，其兩端係分別以螺桿部161鎖固於夾持座114與固定底座13之間，或是如第5B圖中所示的支柱17，其兩端係分別以平接部171插接固設於夾持座114與固定底座13之間，或是如第5C圖中所示的支柱18，其一端插接固設在夾持座114，另一端設有螺桿181，以螺接固設在固定底座13。

固定底座13之中間板131鎖固在一底座132上，底座132設一用以固設磁鐵1322或吸盤(圖中未示)的容孔1321，軌道固定件10可藉以吸附在磁性白板或黑板等展示面60上，並方便固定及調整軌道20之形狀。

另可將底座132設成平面，使用靜電矽膠貼、高分子環保膠(圖中未示)，使軌道固定件10黏貼在展示面60上，並方便固定及調整軌道20之形狀。

每組軌道20係由兩條可任意彎曲條狀體組成，其可分別對應固定在夾持口112，並可沿著軌道固定件10的位置任意彎曲，同參第6圖所示，起點可位於軌道20的頂端。

支撐件30兩側分別向上延伸一夾持顎301，夾持顎301於連接處設有一往內凹的夾持口302，以夾持軌道20。夾持口302在開口處設有數條裂槽使之具有彈性，方便軌道20嵌設於夾持口302並夾持於支撐件30兩側。

支撐件30所設置的位置是在兩個軌道固定件10之間，協助其夾持及支撐軌道20，但在軌道固定件10有足夠的支撐力支撐軌道20，或軌道固定件10密度夠多時，支撐件30亦可省略。

滾動件50放置在軌道20起點，且軌道20的起點係設在傾斜處，使滾動件50可順著軌道20滾下(如第8圖所示)，並沿著軌道固定件10所夾持的軌道20滾動位移。

本實施例的軌道固定件10可將軌道20固定在垂直的白板、黑板或平板等展示面60上，組合成一組或一組以上各種形式的軌道，包括傾斜、下凹、上凸、水平、彎曲、交叉、圓形等。由滾動件50在軌道20上的運動過程，可觀察、量測及分析滾動件的速度、加速度、動能及位能等，而可作物理演示實驗裝置。

為使軌道20能具有更多使用型態，亦可採用第7、7A圖所示之軌道固定件10A，其固設在固定底座13之支柱12另外連接一如第5C圖所示的延接柱18。延接柱18一端設有一螺桿181，以與支柱12的螺孔121相接，另一端固設在夾持座114，使本實施例中的夾持件11相對第一實施例更往外延伸，其距離固定底座13更遠，而可改變軌道20與展示面60的距離。支柱12與延接柱18可依需求設置夾持件11(如第7、7A圖)。

藉由軌道固定件10、10A兩者的配合，使軌道20在展示面60上有更多可能的組合，如第8圖中所示雙珠競走之實例，在展示面60上設有兩組軌道20。將兩滾動件50分別置於兩組軌道20的起點，此兩組軌道20起點係設在相同傾斜面的頂端，且終點高度相同。

雖然各組軌道20起、終點高度相同，但路徑上卻有差異，為配合雙珠競走之路徑，於相同路徑處採用軌道固定件10A，利用其支柱12末端連接延接柱18以供兩組軌道20設置。而在不同路徑處，可依其與展示面60之距離來選擇軌道固定件10、10A，以配合路徑需求設置軌道20。

兩組軌道20中距展示面60較遠者，可選用軌道固定件10A，以較長的支柱12、延接柱18的組合來使用，其可依軌道20數需求設置夾持件11，而各軌道固定件10、10A之間也可依需求設置支撐件30，以協助支撐軌道20。

利用上述兩組軌道20，使兩滾動件50同時從斜面的頂端滾下，以觀察、量測及分析滾動件50的速度、加速度、動能及位能等，而可作物理演示實驗。

為簡化組合所需步驟，亦可採用第9、10圖所示之軌道固定件10B，軌道固定件10B係將原本的中間板131和底座132一體成型為固定底座19B，固定底座19B亦設有一容孔191B，用以固設磁鐵1322或吸盤(圖中未示)，且支柱12一端同樣固設在固定底座19B上。

依需求，可採用如第11、12及13圖中所示之軌道70，軌道70仍可配合上述各款軌道70固定件使用。軌道70具有一板狀本體，並在一面向上突出為一導軌71，而另一面兩側向下各設有一長條狀的夾持肋72，其可對應固定在夾持口112。

配合軌道70之滾動件80，其兩側各設有一平面圓盤81，並在兩平面圓盤81間以一滾動軸82連接，於滾動軸82對應在夾持肋72兩側設有兩小圓盤83。

將滾動件80上的小圓盤83放置在突出導軌71兩側，可使滾動件順著導軌在軌道70的板狀本體上滾動，以減緩滾動件80在軌道70上的運動速度，並可縮短軌道70的長度，就可明顯觀察滾動件80的速度變化，而可作物理演示實驗。

軌道70同樣可以配合上述的軌道固定件10、10A、10B如第14圖中所示應用在雙珠競走，並具有相同之功效。

本創作亦可採用如第15、16圖所示軌道固定件10C，其具有兩片夾持件11C並分別在兩側向上延伸有一夾持顎111C，夾持顎111C於連接處設有一往內凹的夾持口112C，夾持口112C於其開口設有數條裂槽使之具有彈性，方便軌道20、70嵌設。夾持件11C往下延伸有一插片113C，用以分別插設在夾持座114C的兩插孔1141C。

本創作上述滾動件50亦可用玻璃珠或不鏽鋼珠或塑膠珠或橡膠珠或其他材質之圓珠製成，且本創作的軌道亦可用透明管代替，使滾動件50在透明管內滾動而獲得相同之效果。

本創作如上所述具有如下的特點： 1、本創作之結構簡單、零件少、不佔空間、輕便又方便收納。 2、本創作方便拆解與組裝，且攜帶方便。 3、本創作操作簡便，可以方便及迅速改變軌道形狀，以提升實驗效率。 4、本創作可以任意改變軌道形狀，如不同傾斜度的直線軌道、不同曲度的軌道、擺線軌道、圓形或半圓形軌道。學生因此可以研究滾動件在不同軌道的運動情形，並進行運動學及動力學相關實驗之分析、研究與探討。本創作可幫助學生學習力學能守恆原理等重要物理原理。 5、本創作可以改變軌道間距、軌道材質，以及滾動件材質與大小，以增加學生可以探討的內容。 6、本創作可以組合兩組或多組軌道內中外並行，也可上下兩組或上中下多組軌道，利用滾動件同時滾落時，觀察與進行雙珠競走實驗。 7、本創作的軌道可以交錯，因此軌道不限在二維平面組合。 8、本創作的軌道可吸附在畫有格子的白板或黑板上，當滾動件運動時，肉眼即可判斷滾動件的速度變化。 9、本創作的軌道固定件可利用磁鐵或吸盤，使其吸附在白板或黑板上，也可利用靜電矽膠貼、高分子環保膠(圖中未示)，使軌道固定件黏貼在牆面上就可以做實驗。 10、本創作的圓盤滾動件，可減緩運動速度，使學生更易觀察其速度變化。 11、本創作可任意改變軌道形狀，故一組軌道即可取代傳統多座不同樣式的軌道，不僅成本低且環保，可以在中小學校園中推廣，也可提供中學探究與實作課程。

綜合以上所述，本創作確實為一相當優異之創思，爰依法提出新型專利申請；惟上述說明之內容，僅為本創作之較佳實施例，並非用以限定本新型創作之範圍，凡依本創作之技術手段所延伸之變化，各種設計變更，修正，替換，聯合，簡化，等同替換，皆應落入本創作之專利申請範圍，特此說明。

1‧‧‧曲徑流珠裝置；

10‧‧‧軌道固定件； 10A‧‧‧軌道固定件；

10B‧‧‧軌道固定件； 10C‧‧‧軌道固定件；

11‧‧‧夾持件； 11C‧‧‧夾持件；

111‧‧‧夾持顎； 111C‧‧‧夾持顎；

112‧‧‧夾持口； 112C‧‧‧夾持口；

113‧‧‧插片； 113C‧‧‧插片；

114‧‧‧夾持座； 114C‧‧‧夾持座；

1141‧‧‧插孔； 1141C‧‧‧插孔；

1142‧‧‧連接孔； 12‧‧‧支柱；

121‧‧‧螺孔； 13‧‧‧固定底座；

131‧‧‧中間板； 1311‧‧‧連接孔；

132‧‧‧底座； 1321‧‧‧容孔；

1322‧‧‧磁鐵； 15‧‧‧夾持部；

16‧‧‧支柱； 161‧‧‧螺桿部；

17‧‧‧支柱； 171‧‧‧平接部；

18‧‧‧延接柱； 181‧‧‧螺桿；

19B‧‧‧固定底座； 191B‧‧‧容孔；

20‧‧‧軌道； 30‧‧‧支撐件；

301‧‧‧夾持顎； 302‧‧‧夾持口；

50‧‧‧滾動件； 60‧‧‧展示面；

70‧‧‧軌道； 71‧‧‧導軌；

72‧‧‧夾持肋； 80‧‧‧滾動件；

81‧‧‧平面圓盤； 82‧‧‧滾動軸；

83‧‧‧小圓盤。

第1圖為本創作最佳實施例之立體圖；第2圖為第1圖實施例之分解立體圖；第3圖為第1圖實施例之剖面圖；第4圖為第1圖實施例中夾持件之另一立體圖；第5A圖為第1圖實施例中立柱之另一立體圖；第5B圖為第1圖實施例中立柱之又一立體圖；第5C圖為第1圖實施例中立柱之再一立體圖；第6圖為第1圖實施例之應用立體圖；第7圖為第1圖實施例中軌道固定件之另一組合剖面圖；第7A圖為第1圖實施例中軌道固定件之又一組合剖面圖；第8圖為不同軌道固定件應用在雙珠競走之示意圖；第9圖為第1圖實施例中固定底座之另一立體圖；第10圖為第9圖實施例之剖面圖；第11圖為第1圖實施例中軌道與滾動件之另一立體圖；第12圖為第11圖實施例中立柱之剖面圖；第13圖為第11圖實施例之使用參考圖；第14圖為第11圖實施例應用在雙珠競走之示意圖；第15圖為第1圖實施例中軌道固定件之又一組合剖面圖；第16圖為第15圖實施例之分解立體圖。

Claims

一種曲徑流珠裝置，其包括：複數軌道固定件，各該軌道固定件包括一夾持件、一支柱及一固定底座；該夾持件兩側各設有一夾持口，用以夾持一軌道；該支柱之一端固設在該夾持件，另一端固設在該固定底座，該固定底座可固定在展示面上並方便調整位置，使該軌道沿著該軌道固定件的位置任意彎曲；一滾動件，係設在該軌道的起點，該軌道的起點係設於傾斜處，由該滾動件在該軌道上的運動過程，可供觀察、量測及分析該滾動件的速度、加速度、動能及位能等，而可作物理演示實驗者。
如申請專利範圍第1項所述之曲徑流珠裝置，其中，該夾持件兩側分別向上延伸有一夾持顎，該夾持口設置於該夾持顎，並具有往內凹的結構以夾持該軌道。
如申請專利範圍第2項所述之曲徑流珠裝置，其中，該夾持口於開口處設有數條裂槽使之具有彈性，方便該軌道嵌設於該夾持口。
如申請專利範圍第1項所述之曲徑流珠裝置，其中，該夾持件往下延伸有一插片，用以插設於一夾持座，且該支柱連接該固定底座與該夾持座之間。
如申請專利範圍第4項所述之曲徑流珠裝置，其中，該插片為L型或直型其中之一，該夾持座對應該插片設有一插孔。
如申請專利範圍第1項所述之曲徑流珠裝置，其中，該夾持件向下延伸有一夾持部，且該支柱連接該固定底座與夾持部之間。
如申請專利範圍第4或6項所述之曲徑流珠裝置，其中，該支柱一端插接固設在該夾持座，另一端螺接固設在該固定底座。
如申請專利範圍第4或6項所述之曲徑流珠裝置，其中，該支柱兩端分別設有一螺桿部，用以鎖固於該夾持座與該固定底座之間。
如申請專利範圍第4或6項所述之曲徑流珠裝置，其中，該支柱兩端分別設有一平接部，用以插設於該夾持座與該固定底座之間。
如申請專利範圍第4或6項所述之曲徑流珠裝置，其中，該支柱設有一螺孔，以與一延接柱連接，該延接柱設有一螺桿，用以與該支柱的螺孔相接。
如申請專利範圍第1項所述之曲徑流珠裝置，其中，該固定底座包括有一中間板與一底座，該中間板固定在該底座上，且該底座設有一容孔，用以固設磁鐵或吸盤其中之一，該軌道固定件可藉以吸附在一展示面上。
如申請專利範圍第1項所述之曲徑流珠裝置，其中，該固定底座包括有一中間板與一底座，該中間板固定在該底座上，該底座呈平面，以使用靜電矽膠貼、高分子環保膠其中之一，將該軌道固定件黏貼在展示面上。
如申請專利範圍第11或12項所述之曲徑流珠裝置，其中，該中間板和底座可一體成型。
如申請專利範圍第1項所述之曲徑流珠裝置，其中，該軌道為一透明管，以供該滾動件在其內滾動。
如申請專利範圍第1項所述之曲徑流珠裝置，其中，該軌道具有一板狀本體，其一面向上突出有一導軌，而另一面兩側向下各設有一長條狀的夾持肋，以對應固定在該夾持口，並以板狀本體供該滾動件滾動。
如申請專利範圍第15項所述之曲徑流珠裝置，其中，該滾動件於兩側各設有一平面圓盤，並在兩平面圓盤間以一滾動軸連接，該滾動軸上對應該夾持肋設有兩小圓盤，該滾動件利用該小圓盤對應該突出導軌滾動。
如申請專利範圍第1項所述之曲徑流珠裝置，更包括有至少一支撐件，該支撐件兩側分別向上延伸一夾持顎，該夾持顎於連接處設有一往內凹的夾持口，以夾持該軌道，該夾持口在開口處設有數條裂槽使之具有彈性，以方便該軌道嵌設於該夾持口。