專利名稱：不倒翁穩(wěn)定性原理探究儀的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于力學教具，涉及一種探究不倒翁穩(wěn)定性原理的教具，也是一種 娛樂、科學玩具或居家裝飾用品。
背景技術：
通常的不倒翁底部是弧面(三維球面)，上部建筑是各種卡通或其他形式的造 型，重心偏向底部，不倒翁受到側向力的推動發(fā)生傾斜，隨后左右前后往復擺動，直至 恢復到直立的平衡位置。由于底部是弧面(三維球面)，以及重心位置固定不可調(diào)節(jié)，這 樣，通常的不倒翁擺動的方向不規(guī)則，不便于觀察、分析重心位置和擺動狀況之間的關 系，故雖能展示不倒翁不倒的現(xiàn)象，但進行教學演示進行分析說明不倒翁不倒的原理和 規(guī)律時教學效果不佳。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供適合于教學演示用的不倒翁，能夠有助于合理地 說明不倒翁不倒的原理和規(guī)律。本實用新型通過如下的結構方案來達到設計目的。方案一結構包括兩塊相同的底部輪廓為向上彎曲的有弧形輪廓邊緣的側板和配重物組 成，兩塊側板豎立相向?qū)梢欢ㄩg距放置，依靠連接件連接固定兩塊側板，成為底部 有弧形輪廓的結構體，配重物的位置高低可調(diào)。在側板上標示有底部輪廓圓弧的圓心。所述的配重物是鐵磁性體，能吸合在側板上移動及固定，或?qū)A在側板上移動 及吸合固定。通常情況配重物置于底部彎曲輪廓弧形的圓心以下的位置。方案二結構包括兩塊相同的底部輪廓為向上彎曲的有弧形輪廓邊緣的側板和配重物組 成，兩塊側板豎立相向?qū)梢欢ㄩg距放置，依靠連接件連接固定兩塊側板，成為底部 有弧形輪廓的結構體，配重物的位置高低可調(diào)。在側板上標示有底部輪廓圓弧的圓心。側板設有導軌或開有導槽，配重物沿導軌或?qū)Р凵舷禄瑒踊蜴i緊固定。通常情 況配重物置于底部彎曲輪廓弧形的圓心以下的位置。方案三結構包括兩塊相同的底部輪廓為向上彎曲的有弧形輪廓邊緣的側板和配重物組 成，兩塊側板豎立相向?qū)梢欢ㄩg距放置，依靠連接件連連固定兩塊側板，成為底部 有弧形輪廓的結構體，配重物的位置高低可調(diào)。所述的底部輪廓為向上彎曲的有弧形邊緣的側板，其板的上部和側部也是弧型 輪廓，部和側部輪廓的弧形曲率半徑和下部的弧形曲率半徑或相等，或不等，各部位的弧形連接滑過渡。在側板上標示有底部輪廓圓弧的圓心，或者上部輪廓圓弧的的圓心，或者側部 輪廓圓弧的圓心。方案四在方案三的基礎上，當側板的上部、側部和下部的弧形曲率半徑相同時，側板 構成一個圓，是方案三的一種特例。方案五結構包括兩塊相同的底部輪廓為向上彎曲的有弧形輪廓邊緣的側板和配重物組 成，兩塊側板豎立相向?qū)梢欢ㄩg距放置，依靠連接件連接固定兩塊側板，成為底部 有弧形輪廓的結構體，配重物的位置高低可調(diào)。在側板上標示有底部輪廓圓弧的圓心，或者上部輪廓圓弧的的圓心，或者側部 輪廓圓弧的圓心。在側板上至少開有一對懸掛孔。有一懸掛鉤與懸掛孔靈活配合，使得懸掛時底部有弧形輪廓的結構體不倒翁自 由下垂，在懸掛鉤上配有垂線標示物。根據(jù)不同的懸掛角度，多次垂線標示物所示的交 點指示著結構體的重心位置。在上述五種方案的不倒翁結構中，移動配重物到結構的低處，使得不倒翁結構 體的重心至底部圓弧的圓心以下，則不倒翁不倒。移動配重物到高處，使得重心至不倒 翁底部圓弧圓心以上，則不倒翁傾倒。以此說明不倒翁傾倒與否，與不倒翁的重心在底 部圓弧圓心的相對位置有關。本實用新型的意義在于，適合于教學探究不倒翁穩(wěn)定性的原理，同時也是趣味 性、娛樂性很強的科學玩具，也能做為一種家居裝飾性用品。

附圖表示了達成發(fā)明目的的幾種有代表性的實施案例。圖1是不倒翁第一種方案的結構圖。圖2是不倒翁第二種方案的結構圖。圖3是不倒翁第三種方案的結構圖。圖4是不倒翁第四種方案的結構圖。圖5是不倒翁第五種方案測重心的結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明幾種代表性的實施案例作出說明。圖1是不倒翁第一種方案的結構圖。圖中各序號表示的是1.1底部輪廓為向上 彎曲的有弧形邊緣的前側板，1.2底部輪廓為向上彎曲的有弧形邊緣的后側板，1.3配重 物，1.4連接件，1.5底部圓弧的圓心標示。由圖1知，方案一的結構，由兩塊相同的底部輪廓為向上彎曲的有弧形輪廓邊 緣的前側板1.2、后側板1.1和配重物1.3組成。兩塊側板豎立相向平行對應成一定間距 依靠連接件1.4連接固定，成為底部有弧形輪廓的結構體。[0035]所述的配重物1.3是鐵磁性體，能吸合在側板上移動及固定，或?qū)A在側板上移 動及吸合固定。通常情況配重物1.3置于底部彎曲輪廓弧形的圓心以下的位置。圖2是不倒翁第二種方案的結構圖。圖中各序號表示的是2.1底部輪廓為向上 彎曲的有弧形邊緣的前側板，2.2底部輪廓為向上彎曲的有弧形邊緣的后側板，2.3配重 物，2.4連接桿，2.5側板上底部圓弧的圓心標示，2.6配重體移動導槽。由圖2知，方案二的結構，包括兩塊相同的底部輪廓為向上彎曲的有弧形輪廓 邊緣的前側板2.1、后側板2.2和配重物2.3組成，兩塊側板豎立相向平行對應按一定間距 放置，四根連接桿2.4連接固定兩塊側板，成為底部有弧形輪廓的結構體，側板沿底部弧 線的對稱線開有導槽，配重物沿導槽上下滑動或鎖緊固定。通常情況配重物2.3置于底部 彎曲輪廓弧形的圓心以下的位置。圖3是不倒翁第三種方案的結構圖。圖中各序號表示的是3.1底部輪廓為向上 彎曲的有弧形邊緣的前側板，3.2底部輪廓為向上彎曲的有弧形邊緣的后側板，3.3配重 物，3.32配重物支撐桿，3.31緊固螺絲，3.4前后側板連接桿，3.51側板底部輪廓圓弧圓 心標示，3.52側板上部輪廓圓弧圓心標示，3.6配重體移動導槽。由圖3知，方案三的結構，包括兩塊相同的底部輪廓為向上彎曲的有弧形輪廓 邊緣的前側板3.1、后側板3.2和配重物3.3組成，兩塊側板豎立相向平行對應成按一定間 距放置，四根連接桿3.4連接固定兩塊側板，成為底部有弧形輪廓的結構體，側板沿底部 弧線的對稱線開有導槽3.6，配重物3.3由配重物支撐桿3.32支撐沿導槽上下滑動，由緊 固螺絲3.31鎖緊固定。通常情況配重物3.3置于底部彎曲輪廓弧形的圓心以下的位置。方案三中所述的底部輪廓向上彎曲的有弧形邊緣的側板，其上部和側部也是弧 型輪廓，上部和側部輪廓的弧形曲率半徑和下部的弧形曲率半徑不等，上部輪廓的弧形 曲率半徑小于下部，側部輪廓的弧形曲率半徑為無窮大，3.51側板底部輪廓圓弧圓心標 示，3.52側板上部輪廓圓弧圓心標示，各部位的弧形連接光滑過渡。圖4是不倒翁第四種方案的結構圖。圖中各序號表示的是4.1底部輪廓為向上 彎曲的有弧形邊緣的前側板，4.2底部輪廓為向上彎曲的有弧形邊緣的后側板，4.3配重 物，4.32配重物支撐桿，4.31緊固螺絲，4.4前后側板連接桿，4.5側板底部輪廓圓弧圓心 標示，4.6配重體移動導槽。由圖4知，方案四是方案三的特例。當側板的上部、側部和下部的弧形曲率半 徑相同時，側板構成一個圓。其結構包括前側板4.1、后側板4.2和配重物4.3組成，兩 塊側板豎立相向平行對應按一定間距放置，四根連接桿4.4連接固定兩塊側板，成為底部 有弧形輪廓的結構體，側板沿底部弧線的對稱線開有導槽4.6，配重物4.3由配重物支撐 桿4.32支撐沿導槽上下滑動，由緊固螺絲4.31鎖緊固定。通常情況配重物4.3置于底部 彎曲輪廓弧形的圓心以下的位置。圖5是不倒翁第五種方案測重心結構的圖。圖中各序號表示的是3.1底部輪 廓為向上彎曲的有弧形邊緣的前側板，3.2底部輪廓為向上彎曲的有弧形邊緣的后側板， 3.3配重物，3.32配重物支撐桿，3.31緊固螺絲，3.4前后側板連接桿，3.51側板底部輪廓 圓弧圓心標示，3.52側板上部輪廓圓弧圓心標示，3.6配重體移動導槽，3.71右懸掛孔， 3.72左懸掛孔，3.8懸掛鉤，3.9垂線標示物。由圖5知，方案五的結構，包括兩塊相同的底部輪廓為向上彎曲的有弧形輪廓邊緣的前側板3.1、后側板3.2和配重物3.3組成，兩塊側板豎立相向平行對應按一定間 距放置，四根連接桿3.4連接固定兩塊側板，成為底部有弧形輪廓的結構體，側板沿底部 弧線的對稱線開有導槽3.6，配重物3.3由配重物支撐桿3.32支撐沿導槽上下滑動，由緊 固螺絲3.31鎖緊固定。在側板上標示有底部輪廓圓弧的圓心3.51和上部輪廓圓弧的圓心 3.52。側板偏左上方開有懸掛孔3.72，側板偏右上方開有懸掛孔3.71，懸掛鉤3.8套入懸 掛孔3.71和3.72可以靈活轉動，使得不倒翁結構體受懸掛的時侯自由下垂。懸掛鉤3.8 配有垂線標示物3.9，根據(jù)在懸掛孔3.71和3.72兩次不同的懸掛角度，垂線標示物3.9所 示的交點指示著結構體的重心位置。或者垂線標示物3.9與不倒翁對稱線上的導槽3.6的 交點就是不倒翁的重心。 上述五種方案是基于本發(fā)明的特征點所做的代表性的組合，基于本發(fā)明的特征 點還能夠作出更多的組合方案，這也是本發(fā)明的特征。
權利要求1.不倒翁穩(wěn)定性原理探究儀，其特征在于結構包括兩塊相同的底部輪廓為向上彎 曲的有弧形輪廓邊緣的側板和配重物組成，兩塊側板豎立相向?qū)梢欢ㄩg距放置，依 靠連接件連接固定兩塊側板，成為底部有弧形輪廓的結構體，配重物的位置高低可調(diào)。
2.如權利要求1所示的不倒翁穩(wěn)定性原理探究儀，其特征在于所述的配重物是鐵 磁性體，能吸合在側板上移動及固定，或?qū)A在側板上移動及吸合固定。
3.如權利要求1所示的不倒翁穩(wěn)定性原理探究儀，其特征在于側板設有導軌或開 有導槽，配重物沿導軌或?qū)Р凵舷禄瑒踊蜴i緊固定。
4.如權利要求1所示的不倒翁穩(wěn)定性原理探究儀，其特征在于所述的底部輪廓向 上彎曲的有弧形邊緣的側板，其上部和側部也是弧型輪廓，上部和側部輪廓的弧形曲率 半徑和下部的弧形曲率半徑或相等，或不等，各部位的弧形連接光滑過渡。
5.如權利要求1所示的不倒翁穩(wěn)定性原理探究儀，其特征在于在側板上標示有底 部輪廓圓弧的圓心，或者上部輪廓圓弧的的圓心，或者側部輪廓圓弧的圓心。
6.如權利要求4所示的不倒翁穩(wěn)定性原理探究儀，其特征在于當側板的上部、側 部和下部的弧形曲率半徑相同時，側板構成一個圓。
7.如權利要求1所示的不倒翁穩(wěn)定性原理探究儀，其特征在于所述的底部輪廓為 向上彎曲的有弧形輪廓邊緣的側板其上至少開有一對懸掛孔，有一懸掛鉤與懸掛孔靈活 配合，懸掛鉤配有垂線標示物。
專利摘要本實用新型屬于力學教具，涉及一種探究不倒翁穩(wěn)定性原理的教具，也是一種娛樂、科學玩具或居家裝飾用品。結構包括兩塊相同的底部輪廓為向上彎曲的有弧形輪廓邊緣的側板和配重物組成，兩塊側板豎立相向?qū)梢欢ㄩg距放置，依靠連接件連接固定兩塊側板，成為底部有弧形輪廓的結構體，配重物的位置高低可調(diào)。在側板上標示有底部輪廓圓弧的圓心，側板其上至少開有一對懸掛孔，有一懸掛鉤與懸掛孔靈活配合，配有垂線標示物。
文檔編號G09B23/10GK201796523SQ201020234550
公開日2011年4月13日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權日2009年6月22日
發(fā)明者陸健, 陸銳, 黃德仁 申請人:陸健