專利名稱：折疊式單擺振動圖象演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及了一種物理教學(xué)儀器，特別是一種用單擺振動的形式來演示圖象的投影演示器。
振動圖象是研究振動規(guī)律的主要工具，在機(jī)械振動和交流電、電磁振蕩中都有廣泛的應(yīng)用。高中物理課本(或相當(dāng)于高中程度的物理教材)上所介紹的簡諧振動圖象的演示，是用砂擺的擺動和手拉薄木板裝置來描繪出圖象的。按照這種方法來演示教學(xué)，存在著如下缺點(diǎn)；(一)學(xué)生不易觀察水平面上砂粒形成的圖象；(二)手拉薄木板不易做到勻速運(yùn)動，因此畫不出較理想規(guī)則的圖象；(三)學(xué)生在座位上不可能把砂擺描繪曲線的過程看清楚，學(xué)生看了實(shí)驗(yàn)之后，還是不能把擺的振動規(guī)律與正(余)弦曲線的形成聯(lián)系起來。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，體積小，可折疊的，連續(xù)運(yùn)動式單擺落砂投影演示器。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的；演示器由底框，活動支架，擺錘和齒輪傳動箱等組成，底框上的活動鉸軸與活動支架相連、該支架的上部橫梁上配置一可活動擺托、擺托上用繩子垂直懸掛著錐形擺錘。在底框一側(cè)還配有滾動軸、該軸上套著被漲緊了的環(huán)狀透明傳動帶、傳動帶的另一端套在主動滾輪上、在該主動滾輪的右下側(cè)配有一個橫穿在底框上用光桿支撐的落砂盒，在底框的上平面處裝置有硬透明板，在底框的內(nèi)側(cè)，還裝有與5號干電池相連的微型電機(jī)組成的一組齒輪傳動箱，傳動箱的輸出軸與坑相配合、在底框的側(cè)面還配置有可折疊活動的擺錘開關(guān)支架。
其主動滾輪的另一軸端被前后可調(diào)的頂尖頂住。底框一側(cè)配置的滾動軸與底框上的配合孔為長形孔。底框上配置有用光桿穿置的可拆式園柱形落砂盒，并有一端制作有灌砂管。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果一、可以把擺錘的振動與正(余)弦曲線聯(lián)系起來；利用動力傳動箱均勻的帶動透明傳動帶、將擺錘落下的砂子圖象通過投影儀，投在黑板或墻上使之清晰可見。
二、可折疊成文具盒式、便于攜帶。
三、可清楚直觀的反映出曲線形成的過程，解決了教學(xué)中的難點(diǎn)。


如下圖1為本實(shí)用新型的整體軸測圖；圖2為本實(shí)用新型的傳動箱示意圖；圖3為本實(shí)用新型的電控原理圖；圖4為本實(shí)用新型整體軸測圖的局部A向放大圖；圖5為本實(shí)用新型A向放大圖的B向視圖；圖6為本實(shí)用新型的擺錘開關(guān)部件主視圖；圖7為本實(shí)用新型的擺錘開關(guān)部件左視圖；圖8為本實(shí)用新型的擺錘開關(guān)部件俯視圖；
圖9為本實(shí)用新型使用狀態(tài)照片的影印以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述；底框1上夾持著鋪有硬透明板11，板上畫有定位十字線19，此定位十字線同時也是振動圖象的坐標(biāo)軸。底框1的一端有用螺絲連接的活動支架2，活動支架2上端的中心位置有用螺釘固定的活動擺托6，擺托6的另一端開有一直槽。擺錘3用一細(xì)尼龍線栓好，尼龍線的另一端用空心鉚釘夾緊，然后將繩子串在擺托6的直槽上懸掛住，擺錘是空心的，上部為園柱形，下端為園錐形，擺錘3下端有一小孔。在底框1的兩端分別配有一個主動滾輪9和被動的滾動軸7，滾輪9或滾動軸7上繞有透明傳動帶8，可將塑料薄膜設(shè)計作為傳送帶，使之能連續(xù)運(yùn)動。主動滾輪9以直流電為動力。如圖2，圖3所示；通過微電機(jī)13，帶動小蝸桿20，驅(qū)動蝸輪21轉(zhuǎn)動，進(jìn)而傳動給另一軸上的大齒輪22帶動軸上與其固裝的小齒輪23旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動輸出軸14上的大齒輪24帶動輸出軸14旋轉(zhuǎn)。如圖4、圖5所示；輸出軸14軸端的十字叉卡入用木材制成的主動滾輪9一端凹形十字坑15內(nèi)，另一端由前后可調(diào)頂尖17頂住。使之達(dá)到連續(xù)的帶動透明傳動帶8往復(fù)移動。用調(diào)速開關(guān)K2可調(diào)節(jié)微電機(jī)13的轉(zhuǎn)速，從而改變傳動帶8(塑料薄膜)的運(yùn)動速度。被動滾動軸7的位置，通過長形孔是可以前后移動的，以便用它調(diào)節(jié)塑料薄膜的張緊度，使其能隨著主動滾輪9的轉(zhuǎn)動而勻速移動。
本演示器的工作原理是將電源開關(guān)K1向右接通，微電機(jī)13轉(zhuǎn)動，于是帶動傳動帶8勻速運(yùn)動。調(diào)節(jié)調(diào)速開關(guān)K2可改變傳動帶8的運(yùn)動速度，如圖6、圖7、圖8所示；用砂流開關(guān)25的尖端26堵住擺錘3下端的小孔，在擺錘3中灌滿金剛砂27，如釋放擺錘3，則由小孔漏出的金剛砂27將在勻速運(yùn)動的透明傳動帶8上描繪出曲線。
如圖9所示；實(shí)驗(yàn)前把演示器放在大型投影器上面，將活動支架2直立，活動擺托6旋出，在活動擺托6上放上擺錘3。調(diào)整活動支架2和活動擺托6，使擺錘3靜止時下端的小孔，正對硬透明板11上定位十字線19的中心。同時調(diào)節(jié)投影器，使屏幕上能出現(xiàn)清晰的定位十字線的投影，調(diào)整完畢后，將擺錘3拉離坐標(biāo)原點(diǎn)，將其小孔放在砂流開關(guān)25的尖端26上，將孔堵住，然后在擺錘3中用灌砂管18灌入金剛砂27。輕輕抬起砂流開關(guān)25，釋放擺錘3，則金剛砂27漏在透明傳動帶8上，此時接通電源開關(guān)K1，使傳動帶8勻速運(yùn)動，于是金剛砂27就在傳動帶8上畫出正(余)弦曲線。同時、漏在傳動帶8上的金剛砂27在傳動帶8的運(yùn)動過程中，將陸續(xù)地落入落砂盒10中。
繪制的曲線通過投影儀將圖象清晰地投影到屏幕上或黑板上，然后可以在黑板上畫出平衡位置直線或坐標(biāo)軸，并描繪出曲線，以講解有關(guān)振動圖象的知識。
權(quán)利要求1.折疊式單擺振動圖象演示器，包括有底框1，活動支架2，擺錘3和齒輪傳動箱4組成，其特征在于，所述底框1上的活動鉸軸5與活動支架2相連，該活動壇架2的上部橫梁上配置一可活動擺托6，擺托6上用繩垂直懸掛著錐體形擺錘3；在底框1一側(cè)還配有滾動軸7，軸上套著被漲緊了的環(huán)狀透明傳動帶8，帶的另一端套在主動滾輪9上，在主動滾輪9的右下側(cè)配有橫穿在底框上，用光桿28支撐的落砂盒10；在底框1上平面處裝置有硬透明板11；在底框1內(nèi)側(cè)還裝有與5號干電池12相連的微型電機(jī)13組成的一組齒輪傳動箱4，傳動箱4的輸出軸14、與主動滾輪9軸端上的凹形十字坑15相配合；在底框1的側(cè)面還配置有可折疊活動的擺錘開關(guān)支架16。
2.如權(quán)利要求1所述的演示器，其特征在于所述的主動滾輪9一軸端由前后可調(diào)頂尖17頂住。
3.如權(quán)利要求1所述的演示器，其特征在于底框1一側(cè)配置的滾動軸7與底框1上的配合孔為長形孔。
4.如權(quán)利要求1所述的演示器，其特征在于底框1上配置的用光桿28穿置的園柱形落砂盒10，在該盒一端制作一灌砂用小管18。
專利摘要折疊式單擺振動圖象演示器，屬于一種物理教學(xué)用的儀器。本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，可折疊的連續(xù)運(yùn)動式單擺落砂投影演示器。演示器由底框、支架、擺錘和齒輪傳動箱等組成，用微電機(jī)帶動傳動箱上與輸出軸配合的主動滾輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動該輪上的透明傳動帶，將懸掛擺錘里落下的砂形圖象、通過投影儀，投在黑板或墻上演示。該演示器可廣泛使用在中學(xué)物理教學(xué)中所涉及的簡諧振動圖象的演示。
文檔編號G09B23/00GK2096787SQ9121072
公開日1992年2月19日 申請日期1991年6月12日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月12日
發(fā)明者高殿騏, 袁國安 申請人:高殿騏, 袁國安