一種科氏加速度實驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種科氏加速度實驗裝置，底座上表面安裝有回轉(zhuǎn)運動機(jī)構(gòu)和直線運動機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)運動機(jī)構(gòu)包括固定板a，固定板a上安裝有步進(jìn)電機(jī)a，步進(jìn)電機(jī)a前端裝有同步帶輪a，固定板b上安裝有轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸一端安裝有同步帶輪b，同步帶輪b與同步帶輪a之間連有齒形帶，轉(zhuǎn)動軸另一端與轉(zhuǎn)板固接，直線運動機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)板，轉(zhuǎn)板上固接有一對固定座，固定座上裝有超聲波傳感器，固定座間裝有光軸和絲杠，光軸與絲杠上安裝有絲杠螺母，絲杠螺母上裝有擋板、角度傳感器和攝像頭，角度傳感器上裝有指針，絲杠一端與步進(jìn)電機(jī)b連接。能夠?qū)剖霞铀俣冗M(jìn)行定性描述的同時進(jìn)行科氏加速度對物體運動影響的定量分析。
【專利說明】一種科氏加速度實驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于工程技術(shù)演示分析裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種科氏加速度實驗裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]科氏加速度是轉(zhuǎn)動參考系與動點相對轉(zhuǎn)動參考系運動相互耦合引起的加速度?？剖霞铀俣仍谀媳卑肭虻钠囆旭偡较颉⒈卑肭蚝恿鳑_刷右岸、導(dǎo)彈精確制導(dǎo)、衛(wèi)星發(fā)射、季風(fēng)形成等問題中有應(yīng)用?？剖霞铀俣纫彩潜娝苤慕虒W(xué)難點之一，現(xiàn)有的如河海大學(xué)的類地球儀裝置，寧夏大學(xué)的立體球面機(jī)械帶式科氏加速度演示儀等只能對科氏加速度進(jìn)行定性描述，而不能進(jìn)行科氏加速度對物體運動影響的定量分析。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是提供一種科氏加速度實驗裝置，能夠?qū)剖霞铀俣冗M(jìn)行定性描述的同時進(jìn)行科氏加速度對物體運動影響的定量分析。
[0004]本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種科氏加速度實驗裝置，包括底座，底座上表面安裝有回轉(zhuǎn)運動機(jī)構(gòu)和直線運動機(jī)構(gòu)，
[0005]回轉(zhuǎn)運動機(jī)構(gòu)包括通過支撐釘a固定在底座一側(cè)的固定板a，固定板a上安裝有步進(jìn)電機(jī)a，步進(jìn)電機(jī)a前端裝有同步帶輪a，底座的另一側(cè)通過支撐釘b固接有固定板b，固定板b上安裝有轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸一端與底座連接，轉(zhuǎn)動軸一端安裝有同步帶輪b，同步帶輪b與同步帶輪a之間連接有齒形帶，轉(zhuǎn)動軸另一端與轉(zhuǎn)板固接，
[0006]直線運動機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)板，轉(zhuǎn)板上固接有固定座a及固定座b，固定座b上裝有超聲波傳感器，固定座a與固定座b之間安裝有光軸和絲杠,絲杠通過一對軸承d與固定座a和固定座b連接，光軸與絲杠上安裝有絲杠螺母，絲杠螺母位于固定座a和固定座b之間，絲杠螺母上表面安裝有擋板、角度傳感器和攝像頭，角度傳感器上裝有指針，絲杠一端穿過固定座b并通過聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)b連接，步進(jìn)電機(jī)b通過安裝在轉(zhuǎn)板上的固定板c固定。
[0007]本實用新型的特點還在于，
[0008]轉(zhuǎn)板上表面還安裝有一對行程開關(guān)，2個行程開關(guān)位于固定座a和固定座b之間且分別靠近固定座a和固定座b。
[0009]轉(zhuǎn)動軸與底座通過軸承a連接。
[0010]其中軸承a為向心球軸承。
[0011 ] 其中轉(zhuǎn)動軸與固定板b通過軸承b和軸承c連接。
[0012]其中軸承b為向心球軸承。
[0013]其中軸承c為推力軸承。
[0014]本實用新型的有益效果是，通過指針偏角、絲杠螺母中心到轉(zhuǎn)板回轉(zhuǎn)中心的距離等參數(shù)的測量，可將科氏加速度對物體運動的影響量化。由于采用了無線信號傳輸，將所測參數(shù)直接顯示出來；將絲杠螺母運動時指針偏角的變化用視頻記錄，因此方便了觀測和數(shù)據(jù)分析。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型科氏加速度實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實用新型的工作原理示意圖；
[0017]圖3是本實用新型實施時的連接模塊框圖。
[0018]圖中，1.底座,2.支撐釘a, 3.固定板a, 4.步進(jìn)電機(jī)a, 5.同步帶輪a, 6.齒形帶，
7.支撐釘b，8.同步帶輪b，9.軸承a，10.轉(zhuǎn)動軸，11.軸承b，12.軸承c，13.固定板b，14.轉(zhuǎn)板，15.固定座a，16.軸承d，17.行程開關(guān)，18.光軸，19.絲杠，20.絲杠螺母，21.角度傳感器，22.指針，23.攝像頭，24.擋板，25.固定座b，26.超聲波傳感器，27.聯(lián)軸器。28.固定板C。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0020]本實用新型提供一種科氏加速度實驗裝置，如圖1所示，包括底座1，底座I上表面安裝有回轉(zhuǎn)運動機(jī)構(gòu)和直線運動機(jī)構(gòu)，
[0021]回轉(zhuǎn)運動機(jī)構(gòu)包括通過支撐釘a2固定在底座I 一側(cè)的固定板a3，固定板a3上安裝有步進(jìn)電機(jī)a4,步進(jìn)電機(jī)a4前端裝有同步帶輪a5,底座I的另一側(cè)通過支撐釘b7固接有固定板bl3，固定板bl3上安裝有轉(zhuǎn)動軸10，轉(zhuǎn)動軸10與固定板bl3通過軸承bll和軸承cl2連接，其中軸承bll為向心球軸承，軸承cl2為推力軸承，轉(zhuǎn)動軸10 —端與底座I通過軸承a9連接,軸承a9為向心球軸承,靠近轉(zhuǎn)動軸10 —端處安裝有同步帶輪b8,同步帶輪b8與同步帶輪a5之間連接有齒形帶6，轉(zhuǎn)動軸10另一端與轉(zhuǎn)板14固接，
[0022]直線運動機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)板14，轉(zhuǎn)板14上固接有固定座al5及固定座b25，固定座b25上裝有超聲波傳感器26，轉(zhuǎn)板14上表面還安裝有一對行程開關(guān)17，2個行程開關(guān)17位于固定座al5和固定座b25之間且分別靠近固定座al5和固定座b25，固定座al5與固定座b25之間安裝有光軸18和絲杠19，絲杠19通過一對軸承dl6與固定座al5和固定座b25連接，光軸18與絲杠19上安裝有絲杠螺母20，絲杠螺母20位于固定座al5和固定座b25之間，絲杠螺母20上表面安裝有擋板24、角度傳感器21和攝像頭23，角度傳感器21上裝有指針22，絲杠19 一端穿過固定座b25并通過聯(lián)軸器27與步進(jìn)電機(jī)b29連接，步進(jìn)電機(jī)b29通過安裝在轉(zhuǎn)板14上的固定板c28固定。
[0023]本實用新型的工作原理為，如圖2所示，設(shè)在勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上，放置可沿其徑向移動的滑塊，滑塊做勻速直線運動，則在轉(zhuǎn)動參考系內(nèi)，滑塊具有離心力和科氏力，則由
[0024]a11' = ω2Γ(I)
[0025]



fr I

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tan 0 = ——r


一 Rj

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%Μ.,._ X



C2)
[0026]得ak = ω 2r X tan Θ(3)
[0027]其中，anI為離心力加速度；ak,為科氏力加速度(與科氏加速度大小相等，方向相反)；ω為圓盤的轉(zhuǎn)速；r為滑塊到圓盤回轉(zhuǎn)中心的距離；Θ為a11,與ak, +an,的夾角。
[0028]根據(jù)上述原理，本實用新型在轉(zhuǎn)板14上裝有光軸18，光軸18上裝有絲杠螺母20，絲杠螺母20上裝有帶指針22的角度傳感器21。當(dāng)轉(zhuǎn)板14轉(zhuǎn)動，絲杠螺母20沿光軸18移動時，指針22會有一個相對于光軸18的偏角，偏角值由角度傳感器21測出，并通過無線模塊傳送到控制模塊，然后顯示在液晶屏上。絲杠螺母20上還裝有攝像頭23，可將偏角的變化視頻無線傳輸?shù)接嬎銠C(jī)上。絲杠螺母20中心到轉(zhuǎn)板14回轉(zhuǎn)中心的距離通過安裝在固定板25上的超聲波傳感器26測得。通過此裝置，可對科氏加速度現(xiàn)象進(jìn)行演示，并對科氏加速度對物體運動的影響進(jìn)行定量分析。
[0029]本實用新型在具體實施時，如圖3所示，由中央處理單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、無線信號傳輸單元、傳感器、圖像采集單元、輸入單元、顯示單元，電源及輸出接口單元構(gòu)成；中央處理單元的輸出分別與顯示單元和輸出接口單元的輸出連接，中央處理單元的輸入分別與輸入單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的輸出連接。
【權(quán)利要求】
1.一種科氏加速度實驗裝置，其特征在于，包括底座(1)，底座(I)上表面安裝有回轉(zhuǎn)運動機(jī)構(gòu)和直線運動機(jī)構(gòu)， 所述回轉(zhuǎn)運動機(jī)構(gòu)包括通過支撐釘a(2)固定在底座(I) 一側(cè)的固定板a(3)，固定板a(3)上安裝有步進(jìn)電機(jī)a(4)，步進(jìn)電機(jī)a(4)前端裝有同步帶輪a(5)，底座⑴的另一側(cè)通過支撐釘b (7)固接有固定板b (13)，固定板b (13)上安裝有轉(zhuǎn)動軸(10)，轉(zhuǎn)動軸(10) —端與底座(I)連接，轉(zhuǎn)動軸(10) —端安裝有同步帶輪b (8),同步帶輪b (8)與同步帶輪a(5)之間連接有齒形帶出)，轉(zhuǎn)動軸(10)另一端與轉(zhuǎn)板(14)固接， 所述直線運動機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)板(14)，轉(zhuǎn)板(14)上固接有固定座a(15)及固定座b(25)，固定座b (25)上裝有超聲波傳感器(26)，固定座a (15)與固定座b (25)之間安裝有光軸(18)和絲杠(19)，絲杠(19)通過一對軸承d (16)與固定座a (15)和固定座b (25)連接，光軸(18)與絲杠(19)上安裝有絲杠螺母(20)，絲杠螺母(20)位于固定座a(15)和固定座b(25)之間，絲杠螺母(20)上表面安裝有擋板(24)、角度傳感器(21)和攝像頭(23)，角度傳感器(21)上裝有指針(22)，絲杠(19) 一端穿過固定座b (25)并通過聯(lián)軸器(27)與步進(jìn)電機(jī)b(29)連接，步進(jìn)電機(jī)b (29)通過安裝在轉(zhuǎn)板(14)上的固定板c (28)固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的科氏加速度實驗裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)板(14)上表面還安裝有一對行程開關(guān)(17)，2個行程開關(guān)(17)位于固定座a(15)和固定座b(25)之間且分別靠近固定座a (15)和固定座b (25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的科氏加速度實驗裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動軸(10)與底座(I)通過軸承a(9)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的科氏加速度實驗裝置，其特征在于，所述軸承a(9)為向心球軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的科氏加速度實驗裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動軸(10)與固定板b (13)通過軸承b (I I)和軸承c (12)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的科氏加速度實驗裝置，其特征在于，所述軸承b(ll)為向心球軸承。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的科氏加速度實驗裝置，其特征在于，所述軸承c(12)為推力軸承。
【文檔編號】G09B23/08GK203931271SQ201420287476
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】王杰, 趙亞洲, 郝龍, 楊洋, 王偉 申請人:西安理工大學(xué)