基于传感器的动力学研究装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请号为:2015100035289、发明创造名称为:多功能动力学研究装置、申 请日为:2015-01 -05的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明属于用于动力学研究领域。
【背景技术】
[0003] 动力学研究的范畴包括力、运动、力和运动的关系。现有装置足够丰富，但是，还是 可W用新的装置、新的方法来研究动力学中的某些参数之间的关系。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种新的装置和方法，为研究动力学提供了一种新的技术方案，本 发明是运样的：
[0005] 多功能动力学研究装置，包括：固定设置的、用于测量竖直向下拉力的力传感器， 其特征是：力传感器的探头固定连接固定板，固定板呈平板状，且固定板所在平面为水平 面，固定板下表面固定连接电磁铁，电磁铁下端吸附有一个用于下落的圆球，圆球由软磁性 材料制成，
[0006] 还包括竖直方向设置的连接架，连接架的上端和固定板固定连接，连接架的下端 固定连接置物板，置物板呈平板状，置物板所在平面为水平面。
[0007] 圆球的质量为50克。
[000引圆球的质量为20克。
[0009] 还包括用于固定力传感器的连杆，连杆固定连接于竖直支架，支架底端和底座固 定连接。
[0010] 还包括一根细线，细线一端系于固定板，细线另一端悬垂一个重键。
[0011] 探头下方所有部件所构成的装置其质屯、位于:经过探头的竖直直线。
[0012] 圆球的质屯、位于:经过探头的竖直直线。
[0013] 还包括一个位于置物板上表面的、用于承接圆球的圆筒，圆筒和置物板W可拆卸 方式连接，圆筒上方设有供圆球进入圆筒的开口。
[0014] 圆筒内表面贴敷有一个圆管状的、厚度均匀的、用于使下落圆球减速的缓冲筒，缓 冲筒由弹性材料制成，且缓冲筒的内径略小于圆球的直径。
[0015] 缓冲筒由海绵制成。
[0016] 所述圆筒底部还设有一个便于捕出圆球的顶出孔。
[0017] 所述的连接架由用来改变固定板和置物板间距的上连接架、下连接架W可伸缩方 式连接而成，上连接架竖直设置，下连接架也竖直设置，上连接架上端固定连接固定板，下 连接架下端固定连接置物板。
[0018] 上连接架设置有用来标示高度的上刻度，下连接架设置有用来标注高度的下刻 度，且：圆球吸附于磁铁时，与圆球最下端水平线平齐的刻度作为刻度的原点。圆筒上端开 头处还固定连接一个圆锥筒，圆锥筒上端设有圆形的、供圆球进入的上开口，圆锥筒下端设 有圆形的下开口，下开口的边缘和圆筒上端的边缘固定连接，上开口的直径略大于圆球的 直径。
[0019] 上开口还设有用来使下落圆球减速的冲击片，冲击片外圈为圆形，冲击片的外圈 和上开口边缘固定连接，冲击片由厚度均匀的、薄片状、弹性材料制成，冲击片内圈设置有 呈均匀放射状的孔，孔的中屯、位于:圆筒的轴线。
[0020] 上连接架的一个侧面设置有竖直方向的凹槽，凹槽内设有用于驱动齿轮的齿条； 下连接架设有一个壳体，壳体的一个面设有供齿轮外伸、W使齿轮和齿条晒合的的延伸孔， 设有延伸孔的侧面和设有凹槽的侧面贴合，
[0021] 下连接架的壳体内设有一个用于确定齿轮转动轴线的转轴，该转轴所在轴线为水 平方向，
[0022] 下连接架的壳体内还设置有第一张紧轮、第二张紧轮，第一张紧轮、第二张紧轮其 转轴轴线均为水平方向，且该转轴轴线和齿轮的转轴轴线垂直，
[0023] 还设有:与第一张紧轮、第二张紧轮同步转动的传动带，
[0024] 齿轮通过传动装置驱动第一张紧轮转动，
[0025] 壳体设有读数开口 W使传动带的一个面可视，在可视范围内：传动带所在平面为 竖直平面，传动带运动方向为竖直方向；且：下连接架沿竖直方向的速度与传动带沿竖直方 向的速度等大、反向，
[00%]读数开口所在平面和延伸孔所在平面垂直，
[0027] 下连接架设置有用来标注高度的下刻度，且该刻度标注于传动带，上连接架设置 有用来标示高度的上刻度，且上刻度和下刻度在刻度重叠区域所标注的刻度数值相同，且： 圆球吸附于磁铁时，与圆球最下端水平线平齐的刻度作为刻度的原点。
[0028] 本发明所述的装置，在动力学研究领域具有多种功能，本发明所述的测量方法，具 有精度高、操作方便的优点。
【附图说明】
[0029] 图1是本发明实施例一的结构示意图。
[0030] 图2是本发明实施例一的局部结构示意图。
[0031 ]图3是本发明实施例二的结构示意图。
[0032] 图4是本发明实施例S的结构示意图。
[0033] 图5是本发明实施例四的结构示意图。
[0034] 图6是本发明实施例五的局部结构示意图。
[0035] 图7是本发明实施例五的局部结构示意图。
[0036] 图8是本发明实施例六的局部结构示意图。
[0037] 图9是本发明实施例屯的结构示意图。
[0038] 图10是本发明实施例八的结构示意图。
[0039] 图11是本发明实施例九的局部结构示意图。
[0040] 图12是本发明实施例九的局部结构示意图。
[0041] 图13是本发明实施例十的局部结构示意图。
[0042] 图14是本发明实施例十的局部结构示意图。
[0043] 图15是本发明实施例十一的局部结构示意图。
[0044] 图16是本发明实施例十一的局部结构示意图。
[0045] 图17是本发明实施例十一的局部结构示意图。
[0046] 图18是本发明实施例十一的局部结构示意图。
[0047] 图19是本发明实施例十一的局部结构示意图。
[0048] 图20是本发明实施例十一的局部结构示意图。
[0049] 图21是本发明实施例十一的局部结构示意图。
[0050] 图22是本发明实施例十一的局部结构示意图。
[0051] 图中：1-力传感器，11-探头，2-电磁铁，3-圆球，4-连接架，41-固定板，42-置物板， 51-底座，52-支架，53-连杆，61-细线，62-重键，7-圆筒，71-缓冲筒，72-顶出孔，43-上连接 架，44-下连接架，431-上刻度，441-下刻度，73-圆锥筒，731-上开口，732-下开口，74-冲击 片，741-下压片，81-齿条，82-凹槽，91-第一张紧轮，92-第二张紧轮，93-齿轮，94-延伸孔， 95-传动带，96-读数开口，97-传动装置。
【具体实施方式】
[0052] 实施例一
[0053] 参见附图1，多功能动力学研究装置，包括:固定设置的、用于测量竖直向下拉力的 力传感器1，其特征是：力传感器1的探头11固定连接固定板41，固定板41呈平板状，且固定 板41所在平面为水平面，固定板41下表面固定连接电磁铁2,电磁铁2下端吸附有一个用于 下落的圆球3,圆球3由软磁性材料制成，还包括竖直方向设置的连接架4,连接架4的上端和 固定板41固定连接，连接架4的下端固定连接置物板42，置物板42呈平板状，置物板42所在 平面为水平面。圆球3的质量可W为50克。圆球3的质量可W为20克。
[0054] 力传感器1属于现有技术，力传感器1是可W测量力的仪器，力传感器1连接配套设 备可W采集到相关数据，最终WF-t图像的形式表现出力随时间的变化，常见的力传感器1 的大多具有运样的功能。力传感器1有一个探头11，对探头11施加压力或者拉力，会引起敏 感元件的相关参数发生变化，从而获悉力随时间如何变化。本发明所述的力传感器1是指描 绘F-t图像的力传感器1。
[0055] 软磁性材料是指:外界磁场存在时，软磁性材料具有磁性，外界磁场撤去后，软磁 性材料磁性消失。比如:铁。相关领域技术人员应当知晓:允许有稍许剩磁，并且选用剩磁少 的材料可W减小误差。
[0056] 一种测量重力加速的方法，其特征在于:所述方法应用于一种多功能动力学研究 装置，所述装置，包括：固定设置的、用于测量竖直向下拉力的力传感器1，且：力传感器1的 探头11固定连接固定板41，固定板41呈平板状，且固定板41所在平面为水平面，固定板41下 表面固定连接电磁铁2,电磁铁2下端吸附有一个用于下落的圆球3,圆球3由软磁性材料制 成，还包括竖直方向设置的连接架4,连接架4的上端和固定板41固定连接，连接架4的下端 固定连接置物板42，置物板42呈平板状，置物板42所在平面为水平面，
[0化7] 所述方法包括：
[005引第一步，给电磁铁2通电，吸附圆球3,并保持圆球3静止，测量圆球3自由落体的高 度为h;力传感器1开始