一种可调势能回收实验装置的制作方法

本发明涉及一种室内试验技术，尤其是指一种可调势能回收的试验装置。

背景技术：

在室内做实验，需要的设备是短小精致，方便操作，如果设备过大，不方便做实验，且增加存储空间。现有关于可调势能回收的实验，该实验是在保证一定的行程条件下，由一齿轮和一齿条相配合来完成该行程，由于行程一定，且只有一个齿轮使得该齿条的长度至少不小于该行程，才能完成该实验，实验时当齿条位移至该设备的最高点时，齿条由于自身的长度则会凸出该设备，使得该设备的整体高度增加，且设备增加的高度等于齿条的位移高度，使得室内实验不方便，且当齿条到达指定高度时，当电机关闭时，滑块由于重力作用，使得滑块下滑时速度增加，当速度增加时速度过快产生巨大的撞击而破坏装置。现市面上的旋转阻尼器的阻尼效果不稳定，提供的反作用力变化区间小，然而直线阻尼器不能走大的行程的，本发明利用滚珠丝杠与液压缸型阻尼器的配合解决了这个问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题，在于提供一种可调势能回收实验装置，在保证一定行程的条件下，通过短齿条就可完成，且大大的缩减了装置的高度，且保证了不同重量的滑块可以稳定下降速度，不至于速度过快产生巨大的撞击而破坏装置。

本发明是这样实现的：一种可调势能回收实验装置，包括一基座立柱、两导轨立柱、一轴承安装板、一电机、一传动机构和一阻尼机构；所述基座立柱和两所述导轨立柱均并列固定在一底板上，且两所述导轨立柱之间滑设有一滑块，所述滑块上竖直设有一齿条，所述轴承安装板竖直固定于所述基座立柱与其一所述导轨立柱之间；所述电机固定于所述轴承安装板的下端；所述传动机构包括通过法兰固定连接在所述电机输出端的一第一传动轴、复数根第二传动轴、复数个第一伞齿轮和复数个第二伞齿轮；所述第一传动轴通过设置在所述轴承安装板上的轴承座固定，复数个所述第一伞齿轮等距套设在所述第一传动轴上，复数根所述第二传动轴等距分布在两所述导轨立柱上，且两端分别通过设置在两所述导轨立柱上的轴承座固定，每一所述第二传动轴的一端分别套设有所述第二伞齿轮，所述第二伞齿轮分别与所述第一伞齿轮相对应啮合，每一所述第二传动轴上还套设有一齿轮，所述齿条相对应的与所述齿轮啮合；所述阻尼机构包括阻尼支架、两滚珠丝杆、一连接板和复数个液压阻尼器，所述阻尼支架固定于所述底板上且位于另一所述导轨立柱的一侧，两所述滚珠丝杆分别与两个对应的所述第二传动轴对应固定连接，所述滚珠丝杆上均设有螺母，所述连接板的两端分别与两所述螺母固定连接，复数所述液压阻尼器一端的拉杆固定于所述连接板上，另一端固定于所述阻尼支架上。

进一步的，每两根所述第二传动轴之间的距离小于所述齿条的长度。

进一步的，所述第二传动轴为3根。

进一步的，所述底板的下端面设有复数个脚杯。

本发明的优点在于：

1、通过设置阻尼机构，使得滑块在装置上端的初始速度为0时，阻尼机构的反作用力接近0，由于滑块重力作用对第一传动轴产生的反向力矩都作用在电机上，当速度增加时阻尼机构对第一传动轴的作用也相应增加，通过设置阻尼机构保证了不同重量的滑块在下滑时依然可以稳定下降速度，不至于速度过快产生巨大的撞击而破坏装置，且通过滚珠丝杠与液压阻尼器的配合，可使得齿条在装置稳定的完成大行程的实验。

2、通过设置复数根第二传动轴和较短的齿条在装置中移动，在保证行程的条件下大大缩减了装置的高度，便于室内实验研究。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种可调势能回收实验装置的结构示意图。

附图标注说明：基座立柱1、导轨立柱2、轴承安装板3、传动机构4、阻尼机构5、底板11、滑块22、齿条23、电机41、第一传动轴42、第二传动轴43、第一伞齿轮44、第二伞齿轮45、齿轮46、轴承座31、阻尼支架51、滚珠丝杆52、连接板53、液压阻尼器54、螺母522、拉杆541

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1所示，一种可调势能回收实验装置，包括一基座立柱1、两导轨立柱2、一轴承安装板3、一电机41、一传动机构4和一阻尼机构5；所述基座立柱1和两所述导轨立柱2均并列固定在一底板11上，所述底板11的下端面设有复数个脚杯111，且两所述导轨立柱2之间滑设有一滑块22，所述滑块22上竖直设有一齿条23，所述轴承安装板3竖直固定于所述基座立柱1与其一所述导轨立柱2之间；所述电机41固定于所述轴承安装板3的下端，所述传动机构4包括通过法兰固定连接在所述电机41输出端的一第一传动轴42、复数根第二传动轴43、复数个第一伞齿轮44和复数个第二伞齿轮45；且所述第一传动轴42通过设置在所述轴承安装板3上的轴承座31固定，复数个所述第一伞齿轮44等距套设在所述第一传动轴42上，复数根所述第二传动轴43等距分布在两所述导轨立柱2上，所述第二传动轴43为3根，且第二传动轴43两端分别通过设置在两所述导轨立柱2上的轴承座31固定，每一所述第二传动轴43的一端分别设置有所述第二伞齿轮45，所述第二伞齿轮45分别与所述第一伞齿轮44相对应啮合，每一所述第二传动轴43上还套设有一齿轮46，所述齿条23相对应的与所述齿轮46啮合，每两根所述第二传动轴43之间的距离小于所述齿条23的长度；所述阻尼机构5包括阻尼支架51、两滚珠丝杆52、一连接板53和复数个液压阻尼器54，所述阻尼支架51固定于所述底板11上且位于另一所述导轨立柱2的一侧，两所述滚珠丝杆52分别与两个对应的所述第二传动轴43对应固定连接，所述滚珠丝杆52上均设有螺母522，所述连接板53的两端分别与两所述螺母522固定连接，复数所述液压阻尼器54一端的拉杆541固定于所述连接板53上，另一端固定于所述阻尼支架51上。

工作原理：所述滑块22滑设在两导轨立柱2之间，且齿条23设置于所述滑块22上，可通过滑块22的滑动带动齿条23滑动，通过电机41带动所述第一传动轴42转动，使固定在所述第一传动轴上42的复数个第一伞齿轮44同时转动，所述第一伞齿轮44与所述第二伞齿轮45相对应啮合，使第二伞齿轮45旋转，第二伞齿轮45旋转带动所述第二传动轴43转动，所述第二传动轴43上设有齿轮46，第二传动轴43带动所述齿轮46转动，所述齿轮46转动可带动齿条23向上移动，且每两根所述第二传动轴43之间的距离小于齿条23的长度，当一个齿轮46带动齿条23向上移动时，齿条23的一端移动到达该齿轮46上方的另一齿轮46时，另一齿轮46继续带动该齿条23向上移动，以此类推，使齿条23可到达导轨立柱2的指定高度，同时齿条23向上移动的过程中第二传动轴43转动可带动两个滚珠丝杆52转动，进而由滚珠丝杆52的螺母522带动液压阻尼器54的拉杆541，将拉杆541压入液压阻尼器54的液压腔内；当齿条23到达导轨立柱2的指定高度时，关闭电机41电源，滑块22由于重力作用通过齿条23带动齿轮46转动，进而由第一伞齿轮44与第二伞齿轮45的啮合带动第一传动轴42转动，从而带动电机41旋转发电，同时由于第二传动轴43带动滚珠丝杆52转动，进而由滚珠丝杆52的螺母522带动液压阻尼器54的拉杆541，将拉杆541拉出，产生反向作用力，避免滚珠丝杆53转动过快，进而保证滑块22不会由于重力而过快下降，且保证了不同重量的滑块22可以稳定下降速度，不至于速度过快产生巨大的撞击而破坏装置。

当该齿条23在导轨立柱2上完成一定行程时，由于齿条23自身具有长度，当齿条23移动至导轨立柱2的一定高度时，其齿条23自身的长度会凸出导轨立柱2上端，增加了整个装置的高度，当使用较短的齿条23时，当完成一定行程时，较短齿条23不会凸出装置或者凸出装置的高度较少，当使用较长的齿条23时则会凸出该装置的上端，且增加该装置的高度较多，当两者同样到达导轨立柱2的最高点时，较短齿条23凸出的装置的高度较短，较长齿条凸出的装置的高度较长；本发明通过使用多个齿轮46带动齿条23移动，可使得该较短齿条23完成相同的行程，大大的缩短了该设备的高度；且通过设置阻尼机构5保证了不同重量的滑块22在下滑时依然可以稳定下降速度，不至于速度过快产生巨大的撞击而破坏装置。

通过设置阻尼机构5，使得滑块22在装置上端的初始速度为0时，阻尼机构5的反作用力接近0，由于滑块22重力作用对第一传动轴42产生的反向力矩都作用在电机41上，当速度增加时阻尼机构5对第一传动轴42的作用也相应增加，通过设置阻尼机构5保证了不同重量的滑块22在下滑时依然可以稳定下降速度，不至于速度过快产生巨大的撞击而破坏装置，且通过滚珠丝杠52与液压阻尼器54的配合，可使得齿条23在装置稳定的完成大行程的实验。

本发明是一种可调势能回收实验装置，在保证一定行程的条件下，通过短齿条就可完成，且大大的缩减了装置的高度，且保证了不同重量的滑块可以稳定下降速度，不至于速度过快产生巨大的撞击而破坏装置

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。