转动惯性演示装置的制作方法

本实用新型涉及物理模型领域，尤其涉及转动惯性演示装置。

背景技术：

转动惯量是刚体绕轴转动时惯性，即回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性的量度，在经典力学中，转动惯量，又称质量惯性矩，简称惯距。转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量，可形式地理解为一个物体对于旋转运动的惯性，平时生活中，会见到惯性旋转运动的物体，但是并不够直观的观察到转动惯量的细微变化，不便于在后期的研究学习中对转动惯量的求算。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足之处，提供设计合理，操作简单的转动惯性演示装置，通过挡板迫使第一转轮停止转动，第二转轮继续保持转动，轮齿与顶杆的倾斜面接触，并将顶杆向下挤压后继续转动，顶杆在压缩弹簧的作用下回弹复位，并逐个伸入已标注颜色轮齿后方的轮槽内，直至第二转轮停止转动，以便将转动惯性现象直观的呈现，为后期的转动惯量求算加深理解。

本实用新型所述的转动惯性演示装置，包括有槽型底座、第一转轮、摇杆、转轴、通孔、凸起块、滑道、螺柱、挡块、螺母、固定板、第一轴承、同步带、伺服电机、第二轴承、第二转轮、支撑杆、轮齿、立柱、压缩弹簧、顶杆和托板，槽型底座是本实用新型所述的转动惯性演示装置的主体支撑件，在同一水平面上，在槽型底座的两侧竖板上均设置有通孔，所说的两通孔的轴心线重合，在两通孔内穿插设置有转轴，所说的转轴两端延伸至槽型底座的两侧裸露，在转轴的其中一端面固定设置有摇臂，所说的摇臂其中一端与转轴的一端相连接设置，摇臂的另一端固定设置有把手，通过把手转动摇臂使转轴运转，在槽型底座内，在靠近摇臂一端的转轴上套设有第一转轮，所说的第一转轮与转轴一体设置，在第一转轮上，远离摇臂的端面上固定设置有凸起块，通过对凸起块的阻挡，使第一转轮停止转动，在槽型底座外侧，并在转轴的摇臂远端设置有第二转轮，所说的第二转轮为圆环状，第二转轮的轴心线与转轴的轴心线重合，第二转轮的内圈上固定设置有轮齿，其中一个轮齿上标注有颜色，第二转轮通过套设在转轴外侧的第二轴承与槽型底座相连接，所说的第二轴承内圈与槽型底座固定连接，第二轴承的外圈与第二转轮的其中一端面固定连接设置，第二转轮通过第二轴承自由转动，在轮齿相对的转轴上固定设置有立柱，所说的立柱内设置有空腔，在立柱的顶端设置有与空腔连通的豁口，在立柱的空腔内设置有压缩弹簧，在空腔内，并在压缩弹簧的上方活动设置有托板，在托板的上方固定设置有穿过豁口向上延伸的顶杆，所说的顶杆的顶端面倾斜设置，拨动转轴转动，转轴上的立柱随之转动，当转轴逆时针转动时，顶杆的顶尖部分推动第二转盘上的轮齿一同转动，当第二转轮形成惯性的转动后，停止转轴的转动，轮齿与顶杆的倾斜面相接触，将顶杆下压，待轮齿经过后，顶杆在压缩弹簧的作用下复位向上弹起，顶杆的顶尖部分进入到轮齿后面的轮槽内，顶杆的顶尖部分受到反复的挤压，直至第二转轮停止转动，也就是说，轮齿与顶杆形成棘轮机构，在槽型底座内侧，靠近第一转轮的竖板侧壁上水平设置有向内凹的滑道，所说的滑道其中一端延伸至第一转轮上凸起块所辐射的区域，滑道另一端延伸至竖板的端部，在靠近摇臂的其中一竖板的端部固定设置有向槽口内延伸的固定板，穿过固定板水平设置有螺柱，所说的螺柱一端穿过固定板向槽型底座内的第一转轮延伸，另一端穿过固定板在槽型底座外侧裸露，向槽型底座内延伸的螺柱上螺接有螺母，所说的螺母外壁上固定设置有支撑杆和挡块，所说的支撑杆一端与螺母的外壁相连接，另一端延伸至滑道内，并在滑道内自由滑动，当螺柱正反转动时，带动与螺柱螺接的螺母在支撑杆的作用下沿滑道来回移动，当螺母移动至第一转轮附近时，挡块对转动的第一转轮上的凸起块进行阻挡，迫使其停止转动，在固定板的外侧面上，并在螺柱下方设置有伺服电机，所说的伺服电机与固定板一体设置，并与电源电联接，在螺柱与伺服电机之间套设有同步带，伺服电机通过同步带驱动螺柱的正反转动。

本实用新型所述的转动惯性演示装置，其设计合理，操作简单，通过挡板迫使第一转轮停止转动，第二转轮继续保持转动，轮齿与顶杆的倾斜面接触，并将顶杆向下挤压后继续转动，顶杆在压缩弹簧的作用下回弹复位，并逐个伸入已标注颜色轮齿后方的轮槽内，直至第二转轮停止转动，以便将转动惯性现象直观的呈现，为后期的转动惯量求算加深理解。

附图说明

附图1为本实用新型所述的转动惯性演示装置的结构示意图，附图2为本实用新型所述的转动惯性演示装置的侧面结构示意图，附图3为本实用新型所述的转动惯性演示装置的局部示意图。

1－槽型底座 2－第一转轮 3－摇杆 4－转轴 5－通孔 6－凸起块 7－滑道 8－螺柱 9－挡块 10－螺母 11－固定板 12－第一轴承 13－同步带 14－伺服电机 15－第二轴承 16－第二转轮 17－支撑杆 18－轮齿 19－立柱 20－压缩弹簧 21－顶杆 22－托板。

具体实施方式

现参照附图1、附图2和附图3，结合具体实施例，说明如下：本实用新型所述的转动惯性演示装置，包括有槽型底座1、第一转轮2、摇杆3、转轴4、通孔5、凸起块6、滑道7、螺柱8、挡块9、螺母10、固定板11、第一轴承12、同步带13、伺服电机14、第二轴承15、第二转轮16、支撑杆17、轮齿18、立柱19、压缩弹簧20、顶杆21和托板22，槽型底座1是本实用新型所述的转动惯性演示装置的主体支撑件，在同一水平面上，在槽型底座1的两侧竖板上均设置有通孔5，所说的两通孔5的轴心线重合，在两通孔5内穿插设置有转轴4，所说的转轴4两端延伸至槽型底座1的两侧裸露，在转轴4的其中一端面固定设置有摇臂，所说的摇臂其中一端与转轴4的一端相连接设置，摇臂的另一端固定设置有把手，通过把手转动摇臂使转轴4运转，在槽型底座1内，在靠近摇臂一端的转轴4上套设有第一转轮2，所说的第一转轮2与转轴4一体设置，在第一转轮2上，远离摇臂的端面上固定设置有凸起块6，通过对凸起块6的阻挡，使第一转轮2停止转动，在槽型底座1外侧，并在转轴4的摇臂远端设置有第二转轮16，所说的第二转轮16为圆环状，第二转轮16的轴心线与转轴4的轴心线重合，第二转轮16的内圈上固定设置有轮齿18，其中一个轮齿18上标注有颜色，第二转轮16通过套设在转轴4外侧的第二轴承15与槽型底座1相连接，所说的第二轴承15内圈与槽型底座1固定连接，第二轴承15的外圈与第二转轮16的其中一端面固定连接设置，第二转轮16通过第二轴承15自由转动，在轮齿18相对的转轴4上固定设置有立柱19，所说的立柱19内设置有空腔，在立柱19的顶端设置有与空腔连通的豁口，在立柱19的空腔内设置有压缩弹簧20，在空腔内，并在压缩弹簧20的上方活动设置有托板22，在托板22的上方固定设置有穿过豁口向上延伸的顶杆21，所说的顶杆21的顶端面倾斜设置，拨动转轴4转动，转轴4上的立柱19随之转动，当转轴4逆时针转动时，顶杆21的顶尖部分推动第二转盘上的轮齿18一同转动，当第二转轮16形成惯性的转动后，停止转轴4的转动，轮齿18与顶杆21的倾斜面相接触，将顶杆21下压，待轮齿18经过后，顶杆21在压缩弹簧20的作用下复位向上弹起，顶杆21的顶尖部分进入到轮齿18后面的轮槽内，顶杆21的顶尖部分受到反复的挤压，直至第二转轮16停止转动，也就是说，轮齿18与顶杆21形成棘轮机构，在槽型底座1内侧，靠近第一转轮2的竖板侧壁上水平设置有向内凹的滑道7，所说的滑道7其中一端延伸至第一转轮2上凸起块6所辐射的区域，滑道7另一端延伸至竖板的端部，在靠近摇臂的其中一竖板的端部固定设置有向槽口内延伸的固定板11，穿过固定板11水平设置有螺柱8，所说的螺柱8一端穿过固定板11向槽型底座1内的第一转轮2延伸，另一端穿过固定板11在槽型底座1外侧裸露，向槽型底座1内延伸的螺柱8上螺接有螺母10，所说的螺母10外壁上固定设置有支撑杆17和挡块9，所说的支撑杆17一端与螺母10的外壁相连接，另一端延伸至滑道7内，并在滑道7内自由滑动，当螺柱8正反转动时，带动与螺柱8螺接的螺母10在支撑杆17的作用下沿滑道7来回移动，当螺母10移动至第一转轮2附近时，挡块9对转动的第一转轮2上的凸起块6进行阻挡，迫使其停止转动，在固定板11的外侧面上，并在螺柱8下方设置有伺服电机14，所说的伺服电机14与固定板11一体设置，并与电源电联接，在螺柱8与伺服电机14之间套设有同步带13，伺服电机14通过同步带13驱动螺柱8的正反转动。

使用本实用新型所述的转动惯性演示装置，首先转动第二转轮16，使标注颜色的轮齿18置于顶杆21的前方，转动摇臂使转轴4带动第一转轮2旋转，顶杆21的顶尖部分通过拨动已经标注了颜色的轮齿18，使第二转轮16随第一转轮2同步转动，伺服电机14通电后，然后停止对摇臂施力，经过同步带13驱动螺柱8带动螺母10沿滑道7前后移动，第一转轮2上的凸起块6被螺母10上的挡板阻挡后，瞬间停止转动，在第一转轮2停止转动的1-2秒钟的时间段，第二转轮16在继续转动，轮齿18与顶杆21的倾斜面相接触，将顶杆21下压，在压缩弹簧20的作用下使顶杆21复位弹起，顶杆21逐个伸入已标注颜色轮齿18后方的轮槽内，直至第二转轮16停止转动，以便将转动惯性现象直观的呈现。

本实用新型所述的转动惯性演示装置，其设计合理，操作简单，通过挡板迫使第一转轮停止转动，第二转轮继续保持转动，轮齿与顶杆的倾斜面接触，并将顶杆向下挤压后继续转动，顶杆在压缩弹簧的作用下回弹复位，并逐个伸入已标注颜色轮齿后方的轮槽内，直至第二转轮停止转动，以便将转动惯性现象直观的呈现，为后期的转动惯量求算加深理解。