半自動單擺振動圖像演示儀的製作方法

2023-06-11 03:15:56

專利名稱：半自動單擺振動圖像演示儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種物理教學實驗儀器，尤其是單擺振動圖像演示儀。
背景技術：
現高中物理教材(人民教育出版社2006年版第二冊第28頁)描述的單擺 振動實驗的儀器為其部件包括支架、橫杆、擺球、擺線、和平板，其中擺球 為裝滿沙子的漏鬥，並通過擺線懸吊在橫杆上，4黃杆安裝在支架上，平板上畫 有一條直線，並置於單擺下方。實驗時，先讓紙板上的直線與橫杆平行並垂直 於靜止擺球的軸心線，使其成為振動圖像的"零線"；然後用手拉動擺球偏離 平衡位置，再放手使其自然擺動，並讓沙子從漏鬥中漏出，同時用手拖動平板 沿"零線"作直線勻速運動，從振動的漏鬥中漏出的沙子在平板上形成的沙線 即為單擺振動圖像。該實驗儀器的最大優點是取材方便，成本較低，但其存在 諸多不足用手拖動平板沿"零線"作直線且勻速的運動很難做到，導致實驗 所得圖像上的振幅和波長不均勻，影響實驗結果的準確性；平板上的沙線圖像 只能平放觀察並且不易長期保存，不利於教學使用。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種成形圖像均勻、實驗結果準確 性較高且易於操作和觀察的半自動單擺振動圖像演示儀。
為了解決上述技術問題，本實用新型採用如下技術方案 一種半自動單擺 振動圖像演示儀，包括懸吊在橫杆上的擺球，所述擺球的下方設置有紙張勻速 輸送裝置。
所述紙張勻速輸送裝置包括圓筒一、圓筒二、電動才幾和傳動帶，其中圓筒一和圓筒二大小相同且平行安裝在同一水平面上，並通過傳動帶連接在一起，
圓筒一或圓筒二與電動機同軸連接。
所述擺球軸向開設有中心通孔，且擺球上連接有墨水輸出裝置。 所述墨水輸出裝置包括針頭、導管和注射器，並且通過導管將針頭和注射
器連接在一起，針頭安裝在擺^Jl的中心通孔內。
上述半自動單擺振動圖像演示儀，採用了紙張勻速輸送裝置，更易實現實
驗時紙張沿"零線"作直線勻速運動，保證了實驗圖像的振幅和波長均勻，提
高了實驗結果的準確性，且降低了操作難度；該單擺振動圖像演示儀還使用了 墨水輸出裝置，使實驗圖像由墨水描繪在紙上，其圖像更加直觀和清晰，且便 於展示和保存，十分有利於教學。以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。
圖l是本實用新型單擺振動圖像演示儀的主視圖2是本實用新型單擺振動圖像演示儀拆除墨水輸出裝置後的俯視圖。
其中，附圖標記l為擺球，2為擺球的中心通孔，3為針頭，4為導管， 5為注射器，6為圓筒一，7為圓筒二， 8為電動才幾，9為傳動帶，IO為衝黃杆， ll為擺繩，12為橫杆支架，13為橫杆固定螺釘，14為橫杆上的導管導向孔， 15為圓筒一的中軸，16為圓筒二的中軸，17為圓筒支架，18為圓筒支架，19 為電機支架，20為底座。
具體實施方式
本說明書中公開的所有特徵，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互 相排斥的特徵和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書(包括任何附加權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特徵，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特徵加以替換。即，除非 特別敘述，每個特徵只是一 系列等效或類似特徵中的 一個例子而已。
如


圖1和圖2所示，擺球1為圓柱體，其通過擺線11懸掛於^黃杆10上， 橫杆10通過橫杆固定螺釘13固定在橫杆支架13上，橫杆支架13固定在底座 20上。擺球l的下方設置有紙張勻速輸送裝置，其包括圓筒一6、圓筒二7、 電動機8和傳動帶9,其中圓筒一6和圓筒二7大小相同且平行安裝在同一水 平面上，並通過傳動帶9連接在一起，圓筒一6或圓筒二7與電動機8同軸連 接。圓筒一6和圓筒二7的中軸15、 16分別安裝在圓筒支架17、 18上，電動 機8安裝在電機支架19上，圓筒支架17、 18和電機支架19均安裝在底座20 上。
如
圖1所示，擺球1軸向開設有中心通孔2，且擺球l上連接有墨水輸出 裝置，其包括針頭3、導管4和注射器5，並且通過導管4將針頭3和注射器5 連接在一起。在擺球1軸向開設中心通孔2是為了安裝針頭3並保證墨水從靜 止擺球l的重心垂線上輸出，所以中心通孔2的孔徑略大於針頭直徑，裝配時 只需將針頭3從通孔2的上端插入即可，安裝和拆卸十分方便。為了不讓墨水 附著在通孔2內，造成清洗不便，最好將針頭3的長度設計為等於或大於擺球 的長度。導管4穿過4黃杆10上的導管導向孔14，導管導向孔14的直徑等於或 略小於導管4的直徑，這樣導管4便不會較大影響實驗時擺球1的振動。
如
圖1和圖2所示，在進行單擺振動實驗時，先在傳動帶9外表面平貼上 白紙，為了便於隨時開始在白紙上繪圖，最好將白紙在傳動帶9上貼滿一周， 形成環形紙帶，考慮到吸墨效果最好選用宣紙，再將注射器5吸滿墨水，並將 墨水輸出裝置連接安裝好；再啟動電動機8，使圓筒二 7轉動並帶動傳動帶9 做勻速運動，然後推動注射器5的活塞，使墨水從針頭3輸出，在紙帶上在畫出一條直線作為振動圖像的"零線"，畫好一周後停止注射；最後將擺球1用 手拉離平衡位置後鬆開使其自然擺動，在擺球1擺動穩定後再推動注射器5的 活塞，使墨水從針頭3輸出，使其在白紙上繪出連續的波形圖，直到紙帶上的 墨跡布滿一周，停止注射並關閉電機。再將紙帶取下展開，便可觀察上面的振 動圖<象了。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型， 凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應 包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1、一種半自動單擺振動圖像演示儀，包括懸吊在橫杆(10)上的擺球(1)，其特徵在於所述擺球(1)的下方設置有紙張勻速輸送裝置。
2、 根據權利要求l所述的單擺振動圖像演示儀，其特徵在於所述紙張勻速輸送裝置包括圓筒一(6)、圓筒二(7)、電動機(8)和傳動帶(9)，其中圓筒一(6)和圓筒二 (7)大小相同且平行安裝在同一水平面上，並通過傳動帶(9)連接在一起，圓筒一 (6)或圓筒二 (7)與電動機(8)同軸連接。
3、 根據權利要求l所述的單擺振動圖像演示儀，其特徵在於所述擺球(l)軸向開設有中心通孔(2)，且擺球(1)上連接有墨水輸出裝置。
4、 根據權利要求3所述的單擺振動圖像演示儀，其特徵在於所述墨水輸出裝置包括針頭(3 )、導管(4 )和注射器(5 ),並且通過導管(4 )將針頭(3 )和注射器(5 )連接在一起，針頭(3 )安裝在擺球(1)上的中心通孔(2 )內。
專利摘要本實用新型公開了一種半自動單擺振動圖像演示儀，該單擺振動圖像演示儀的擺球(1)的下方設置有紙張勻速輸送裝置，擺球(1)上連接有墨水輸出裝置。通過該演示儀進行單擺振動試驗，可準確的將擺球(1)的振動圖像描繪在白紙上，提高了實驗的有效性，且實驗操作簡單，實驗現象直觀且便於展示和保存，十分有利於課堂教學。
文檔編號B65H29/16GK201421671SQ20092008115
公開日2010年3月10日 申請日期2009年5月26日 優先權日2009年5月26日
發明者劉德強 申請人:劉德強