用于展示的动势能转换演示装置的制作方法

本技术涉及动势能转换演示领域，尤其是涉及一种用于展示的动势能转换演示装置。

背景技术：

1、动势能是指物体在运动中所产生的能量。它是物体运动的能量，也可以称为动能。动势能是由物体的质量和它的速度所决定的，它可以用公式来表示：动势能=质量×速度的平方/2。可以用来衡量物体的运动能力，也可以用来衡量物体的动能。动势能的大小取决于物体的质量和它的速度，因此，当物体的质量和速度改变时，动势能也会改变。

2、目前，在工程施工现场出现工程电梯或塔吊失控时，会在重力势能作用下出现急速下降的动能，导致安全事故的发生，而现有的动势能转换演示装置主要是用于高中物理演示试验，无法直观模拟工程电梯或塔吊在出现失控时，因动势能转换产生的安全风险，故而提出一种用于展示的动势能转换演示装置解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的在于提供一种用于展示的动势能转换演示装置，解决现有的动势能转换演示装置主要是用于高中物理演示试验，无法直观模拟工程电梯或塔吊在出现失控时，因动势能转换产生的安全风险的问题。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：用于展示的动势能转换演示装置，包括底板，底板的顶部对称设置有轴座，轴座中可转动的设置有收卷飞轮，底板的顶部还设置有与轴座相对称的悬吊架，悬吊架上悬挂有滑轮，收卷飞轮的外部缠绕设置有拉绳，拉绳的另一端绕过滑轮缠绕有升降演示主体，底板上还设置有用于监测收卷飞轮转速的转速监测组件。

3、优选方案中，所述收卷飞轮由飞轮主体和固设在飞轮主体两侧的转轴组成，其中飞轮主体的外圈上设有用于缠绕拉绳的环形凹槽，两个转轴分别可转动的贯穿对称设置的两个轴座。

4、优选方案中，所述转速监测组件包括设置在其中一个转轴上的传动轮、设置在底板上的编码器、设置在编码器输入轴上的从动轮，和连接从动轮和传动轮的传动带。

5、优选方案中，所述传动带采用同步齿形带，从动轮和传动轮采用齿形轮，传动带与从动轮和传动轮之间啮合传动。

6、优选方案中，还包括自动收卷组件，用于自动旋转飞轮主体对拉绳进行收卷。

7、优选方案中，自动收卷组件包括设置在底板上的滑台组件、滑动设置在滑台组件上的驱动电机、设置在驱动电机输出轴上的传动齿轮，和设置在其中一个转轴上从动齿轮，其中传动齿轮与从动齿轮之间相啮合。

8、优选方案中，所述滑台组件包括设置在底板上的支撑台、四个设置在支撑台上且两两相对的挡板、两个分别设置在相对挡板之间的滑杆、四个设置在驱动电机底部并分别与两个滑杆滑动连接的滑座、设置在两个相对滑座之间的推板，和设置在底板上的电动推杆，其中电动推杆的输出轴与推板固接，其中传动齿轮与从动齿轮相对面的啮齿均为尖头状。

9、优选方案中，所述悬吊架包括两个对称设置的立杆和设置在两个立杆顶端的顶板；

10、升降演示主体包括箱式升降块、设置在箱式升降块顶部的吊环和两个螺纹杆，以及设置在箱式升降块两侧并分别与两个立杆滑动连接的滑动环，其中两个螺纹杆对称设置在吊环的两侧，螺纹杆的外部套装有配重块，螺纹杆的外部还螺纹安装有位于配重块顶部的止锁环。

11、优选方案中，还包括内嵌于底板上的红外高度监测传感器，红外高度监测传感器位于升降演示主体的正下方，用于监测升降演示主体的高度。

12、优选方案中，还包括设置在底板上的显示组件，显示组件包括两个对称设置在底板上的竖杆和设置在竖杆顶端的显示屏，显示屏与红外高度监测传感器和转速监测组件电连接，用于展示监测数据。

13、本实用新型提供了一种用于展示的动势能转换演示装置，通过设置有收卷飞轮、拉绳、滑轮和升降演示主体，便于通过收卷飞轮收卷拉绳将升降演示主体升至顶端，从而使升降演示主体因重力势能、动能和收卷飞轮的限制进行升降，通过设置有转速监测组件和红外高度监测传感器，便于对收卷飞轮的转速和升降演示主体的高度进行检测，从而通过数据直观展示动势能的变化，模拟工程电梯或塔吊出现失控时的动势能转换，同时通过设置有自动收卷组件，便于实现自动收卷的效果。

技术特征：

1.用于展示的动势能转换演示装置，其特征是：包括底板（1），底板（1）的顶部对称设置有轴座（2），轴座（2）中可转动的设置有收卷飞轮（3），底板（1）的顶部还设置有与轴座（2）相对称的悬吊架（4），悬吊架（4）上悬挂有滑轮（5），收卷飞轮（3）的外部缠绕设置有拉绳（7），拉绳（7）的另一端绕过滑轮（5）缠绕有升降演示主体（6），底板（1）上还设置有用于监测收卷飞轮（3）转速的转速监测组件（9）。

2.根据权利要求1所述用于展示的动势能转换演示装置，其特征是：所述收卷飞轮（3）由飞轮主体（301）和固设在飞轮主体（301）两侧的转轴（302）组成，其中飞轮主体（301）的外圈上设有用于缠绕拉绳（7）的环形凹槽，两个转轴（302）分别可转动的贯穿对称设置的两个轴座（2）。

3.根据权利要求2所述用于展示的动势能转换演示装置，其特征是：所述转速监测组件（9）包括设置在其中一个转轴（302）上的传动轮（901）、设置在底板（1）上的编码器（902）、设置在编码器（902）输入轴上的从动轮（903），和连接从动轮（903）和传动轮（901）的传动带（904）。

4.根据权利要求3所述用于展示的动势能转换演示装置，其特征是：所述传动带（904）采用同步齿形带，从动轮（903）和传动轮（901）采用齿形轮，传动带（904）与从动轮（903）和传动轮（901）之间啮合传动。

5.根据权利要求2-4中任一项所述用于展示的动势能转换演示装置，其特征是：还包括自动收卷组件（8），用于自动旋转飞轮主体（301）对拉绳（7）进行收卷。

6.根据权利要求5所述用于展示的动势能转换演示装置，其特征是：自动收卷组件（8）包括设置在底板（1）上的滑台组件（801）、滑动设置在滑台组件（801）上的驱动电机（802）、设置在驱动电机（802）输出轴上的传动齿轮（803），和设置在其中一个转轴（302）上从动齿轮（804），其中传动齿轮（803）与从动齿轮（804）之间相啮合。

7.根据权利要求6所述用于展示的动势能转换演示装置，其特征是：所述滑台组件（801）包括设置在底板（1）上的支撑台（8011）、四个设置在支撑台（8011）上且两两相对的挡板（8022）、两个分别设置在相对挡板之间的滑杆（8023）、四个设置在驱动电机（802）底部并分别与两个滑杆（8023）滑动连接的滑座（8024）、设置在两个相对滑座（8024）之间的推板（8025），和设置在底板（1）上的电动推杆（8026），其中电动推杆（8026）的输出轴与推板（8025）固接，其中传动齿轮（803）与从动齿轮（804）相对面的啮齿均为尖头状。

8.根据权利要求7所述用于展示的动势能转换演示装置，其特征是：所述悬吊架（4）包括两个对称设置的立杆（401）和设置在两个立杆（401）顶端的顶板（402）；

9.根据权利要求8所述用于展示的动势能转换演示装置，其特征是：还包括内嵌于底板（1）上的红外高度监测传感器（11），红外高度监测传感器（11）位于升降演示主体（6）的正下方，用于监测升降演示主体（6）的高度。

10.根据权利要求9所述用于展示的动势能转换演示装置，其特征是：还包括设置在底板（1）上的显示组件（10），显示组件（10）包括两个对称设置在底板（1）上的竖杆（101）和设置在竖杆（101）顶端的显示屏（102），显示屏（102）与红外高度监测传感器（11）和转速监测组件（9）电连接，用于展示监测数据。

技术总结
本技术提供一种用于展示的动势能转换演示装置，包括底板，底板的顶部对称设置有轴座，轴座中可转动的设置有收卷飞轮，底板的顶部还设置有与轴座相对称的悬吊架，悬吊架上悬挂有滑轮，收卷飞轮的外部缠绕设置有拉绳，拉绳的另一端绕过滑轮缠绕有升降演示主体，底板上还设置有用于监测收卷飞轮转速的转速监测组件。通过设置有收卷飞轮、拉绳、滑轮和升降演示主体，便于通过收卷飞轮收卷拉绳将升降演示主体升至顶端，从而使升降演示主体因重力势能、动能和收卷飞轮的限制进行升降，通过设置有转速监测组件和红外高度监测传感器，便于对收卷飞轮的转速和升降演示主体的高度进行检测，从而通过数据直观展示动势能的变化。

技术研发人员：哈尔博,余亮
受保护的技术使用者：哈尔博
技术研发日：20230316
技术公布日：2024/1/15