一種靜平衡教學儀的製作方法

2023-05-31 14:29:21

本發明涉及機械教育工具技術領域，尤其涉及一種靜平衡教學儀。

背景技術：

靜平衡設備能精確測得迴轉體的不平衡量，然而，一方面，當前市場上靜平衡儀的教具少之甚少，另一方面，由於其需要計算機設備作為核心設備，所以這就決定了靜平衡測量試驗臺使用的局限性，即目前的靜平衡測量設備不能讓學生在普通的教學環節更加方便地了解靜平衡儀，而必須到相應的實驗室參加實驗，這就對教學活動造成了一定的約束。此外，靜平衡測量試驗臺需要一些靈敏度極高的零件，加上計算機作為輔助，因此，其所需的成本將會高得讓很多的教學機構望而卻步。

因此，設計一種便於攜帶、使用便捷且成本低廉的靜平衡測量儀器對於機械教學者們來說有著極為重大的現實意義。

技術實現要素：

本發明的目的之一在於提供一種靜平衡教學儀，此靜平衡教學儀旨在解決現有技術中靜平衡測量儀器不便攜帶且使用不便的問題；

本發明的另一目的在於提供另一種靜平衡教學儀，此靜平衡教學儀旨在解決現有技術中靜平衡測量儀器操作不方便且成本較高的問題。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種靜平衡教學儀，用於測定迴轉體的平衡度，所述靜平衡教學儀包括轉頭、手柄、轉杆、轉輪以及轉盤；所述轉杆的一端穿過所述手柄的內部且與所述轉頭連接，另一端與所述轉盤的中部轉動連接；所述轉輪套設在所述轉盤的外周，所述轉盤上安裝有配重塊，所述配重塊與所述轉盤可拆卸的連接。

作為本發明的一種優選技術方案，所述轉盤上設置有定位槽和旋轉孔，所述定位槽對稱設置在所述轉盤的偏心方向上，所述旋轉孔開設在所述轉盤的中部，所述轉杆通過所述旋轉孔與所述轉盤轉動連接。

作為本發明的一種優選技術方案，所述轉盤上還開設有配重孔，所述配重塊設置有開口銷，所述配重塊通過將所述開口銷插入所述配重孔中與所述轉盤連接。

作為本發明的一種優選技術方案，所述配重塊包括支撐塊和連接塊，所述連接塊安裝在所述支撐塊上，所述支撐塊為非磁性材質，所述連接塊為磁性材質，所述開口銷設置在所述連接塊上。

作為本發明的一種優選技術方案，所述支撐塊為橡膠塊，所述連接塊為磁片。

作為本發明的一種優選技術方案，所述轉輪上設有偏心塊以及轉盤孔，所述偏心塊固定安裝在所述轉輪上且與所述轉輪偏心設置，所述轉盤孔用於安裝所述轉盤，所述轉盤孔與所述轉輪偏心設置。

作為本發明的一種優選技術方案，所述轉輪的偏心位置上還設置有定位塊，所述定位塊與所述定位槽相互配合以將所述轉盤徑向地固定在所述轉輪上。

作為本發明的一種優選技術方案，所述轉輪上設置有彈簧座，所述彈簧座中設置有彈簧，所述轉盤孔上設置有卡簧，所述卡簧、所述彈簧將所述轉盤軸向地固定在所述轉輪上。

一種靜平衡教學儀，所述靜平衡教學儀包括轉頭、手柄、轉杆、轉輪、轉盤以及配重塊；所述轉杆的一端穿過所述手柄的內部且與所述轉頭連接，另一端與所述轉盤的中部轉動連接；所述轉輪套設在所述轉盤的外周，所述轉盤上開設有條狀的滑槽，所述滑槽中設置有鎖止機構，所述配重塊可移動至所述條狀滑槽中的任意位置。

作為本發明的一種優選技術方案，所述配重塊包括支撐塊和連接塊，所述連接塊安裝在所述支撐塊上，所述支撐塊為非磁性材質，所述連接塊包括多個不同大小的磁塊。

本發明的有益效果是：

本發明通過上述設計提供一種靜平衡教學儀，該靜平衡教學儀具有轉頭、手柄、轉杆、轉輪以及轉盤，其中，轉杆的一端穿過手柄與轉頭連接，另一端與轉盤轉動連接，轉輪則套設在轉盤的外周且與轉盤固定連接。同時，轉盤上設置有與轉盤可拆卸連接的配重塊。此靜平衡教學儀由於具有轉輪和轉盤，其中轉輪上設置有偏心塊，所以轉輪整體為靜不平衡迴轉體，在轉盤上加上配重塊，調節配重塊在轉盤上的位置或是調節轉盤與轉輪的相對位置，從而來測量轉輪和轉盤處於偏心和同心狀態時的靜平衡度。由以上可知，該靜平衡教學儀結構簡單、操作便捷，具有便於攜帶、使用便捷的特點。

本發明通過上述設計提供一種靜平衡教學儀，該靜平衡教學儀具有轉頭、手柄、轉杆、轉輪以及轉盤，其中，轉杆的一端穿過手柄與轉頭連接，另一端與轉盤轉動連接，轉輪則套設在轉盤的外周且與轉盤固定連接。此靜平衡教學儀由於具有滑槽，使得配重塊在滑槽中可移動至任意位置。因此，當對轉輪進行靜平衡測量時，可將配重塊不斷地調整位置，使得其可以在轉盤上處於不同的位置處，這樣便可不斷地調整轉輪和轉盤的質心位置；此外，配重塊包括橡膠塊和多個大小不同的磁塊，所以可以將多個大小不同的磁塊從配重塊上取下來或是放置上去，以得到不同質量的配重塊。由此種設計可知，該靜平衡教學儀不僅可以對轉輪靜平衡量進行多次測量，還可以對轉輪的質心位置進行測量。由以上可知，該靜平衡教學儀結構簡單、操作便捷，具有便於攜帶、使用便捷的特點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施方式的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發明第一實施例提供的靜平衡教學儀結構示意圖；

圖2為本發明第一實施例提供的靜平衡教學儀第一角度視圖；

圖3為本發明第一實施例提供的轉盤結構示意圖；

圖4為本發明第一實施例提供的轉輪結構示意圖；

圖5為本發明第一實施例提供的配重塊結構示意圖；

圖6為本發明第二實施例提供的靜平衡教學儀構示意圖；

圖7為本發明第二實施例提供的轉盤結構示意圖；

圖8為本發明第二實施例提供的滑槽與配重塊配合連接結構示意圖；

圖9為本發明第二實施例提供的滑槽結構示意圖；

圖10為本發明第二實施例提供的配重塊結構示意圖。

圖標：1-靜平衡教學儀；2-轉頭；3-手柄；4-轉杆；5-轉輪；6-轉盤；7-配重塊；8-定位槽；9-旋轉孔；10-配重孔；11-開口銷；12-支撐塊；13-連接塊；14-偏心塊；15-轉盤孔；16-定位塊；17-彈簧座；18-滑槽；19-鎖止機構；20-橡膠塊；21-磁片；22-開口銷；23-軸承；24-卡簧；25-第一端；26-第二端；27-第一滑軌；28-第二滑軌；29-磁塊；30-凸起。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和展示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語「上」、「下」、等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

此外，在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵之上或之下可以包括第一和第二特徵直接接觸，也可以包括第一和第二特徵不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特徵接觸。而且，第一特徵在第二特徵之上、上方和上面包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵之下、下方和下面包括第一特徵在第二特徵正下方和斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。

此外，術語「水平」、「豎直」等術語並不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如「水平」僅僅是指其方向相對「豎直」而言更加水平，並不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語「設置」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

第一實施例：

請參照圖1和圖2，本實施例提供一種靜平衡教學儀1，其主要用於機械教學中迴轉體的不平測量實驗，包括轉頭2、手柄3、轉杆4、轉輪5、轉盤6以及配重塊7。

手柄3呈圓筒狀結構，轉杆4具有相對的第一端25和第二端26，轉杆4穿過手柄3的內部，其第一端25與轉頭2通過軸承23固定連接，其第二端26則與轉盤6通過螺母連接。轉輪5套設在轉盤6的外圓周上，其與轉盤6可拆卸地連接。配重塊7可拆卸的安裝在轉盤6的偏心位置上。

請參照圖1和圖3，配合參照圖2，轉輪5呈具有一定厚度的環狀結構，其中心部位開設了轉盤孔15，轉盤孔15與轉輪5偏心設置。同時，轉輪5上還安裝有環狀的偏心塊14；轉輪5上與轉盤孔15的偏心方向對稱設置有兩個定位塊16。此外，轉輪5上還安裝有至少一個彈簧座17，彈簧座17內安裝有彈簧；轉盤孔15上設置有卡簧24。

本實施例中，轉輪5採用的是橡膠材質，在其他的實施例中，還可以為其它的非磁性的材質。

請參照圖1和圖4，配合參照圖2，轉盤6呈薄的圓片狀，其上開設有旋轉孔9和配重孔10，還開設有與定位塊16配合設置的兩個對稱設置的定位槽8，定位槽8處於轉盤6的偏心方向上。轉盤6通過螺母與轉杆4的固定連接，彈簧和卡簧24則用於將轉盤6壓緊並且軸向地固定在轉輪5上；同時，轉盤6通過定位槽8和定位塊16徑向地固定在轉輪5上。

本實施例中，轉盤6採用的是鐵類材質，在其他的實施例中，還可以為其它的具有磁性的材質。

請參照圖1和圖5，配合參照圖2，配重塊7包括橡膠塊20、磁片21，磁片21安裝在橡膠塊20上，配重塊7通過配重孔10磁力吸附在轉盤6的偏心位置上，同時配重塊7與轉盤6可拆卸地連接。在磁片21上還安裝有圓柱開口銷22，該開口銷22為具有磁性的材質，其可插入配重孔10中，以此將配重塊7安裝在轉盤6上。

請參照圖1，配合參照圖2至圖5，此靜平衡教學儀1的工作原理是：

第一，調整轉盤6，使得旋轉孔9與轉輪5外徑同心，取下配重塊7，握住手柄3，轉動轉頭2，此時由於轉頭2與轉盤6、轉輪5通過轉杆4連接，因此，轉盤6、轉輪5也發生旋轉；若是轉杆4出現晃動明顯的情況，那麼說明轉輪5的不平衡質量矩存在於質心所在的徑向平面上，並且無任何力偶矩存在，即說明轉輪5靜不平衡。

第二，調整轉盤6，使得旋轉孔9與轉輪5外徑同心，配重塊7設置在轉盤6上，此時旋轉孔9位於轉輪5的中心，轉動轉輪5，若此時轉杆4晃動不明顯，則表明轉輪5靜平衡。

第三，調整轉盤6，使旋轉孔9與轉輪5外徑偏心，旋轉轉輪5，轉輪5偏心轉動，若此時轉杆4晃動明顯，則表明轉輪5靜不平衡。

第四，調整轉盤6，使旋轉孔9與轉輪5外徑偏心，配重塊7通過配重孔10設置在轉盤6上，旋轉轉輪5，轉輪5偏心轉動，若此時轉杆4晃動不明顯，則表明轉輪5靜平衡。

綜上可知，此靜平衡教學儀1由於具有轉輪5和轉盤6，其中轉輪5上設置有偏心塊14，所以轉輪5整體為靜不平衡迴轉體，在轉盤6上加上配重塊7，調節配重塊7在轉盤6上的位置或是調節轉盤6與轉輪5的相對位置，從而來測量轉輪5和轉盤6處於偏心和同心狀態時的靜平衡度。由此可知，該靜平衡教學儀1不僅操作性好、重量體積較小、便於攜帶，而且其製造工序簡單、成本低廉，適合大面積推廣。

第二實施例：

請參照圖6和圖7，本實施例提供一種靜平衡教學儀1，其主要用於機械教學中迴轉體的不平測量實驗，其與第一實施例中的區別在於：配重塊7與轉盤6的連接方式有所不同。

在本實施例中，靜平衡教學儀1包括轉頭2、手柄3、轉杆4、轉輪5、轉盤6以及配重塊7。

請參照圖6、圖7以及圖8，配合參照圖9，轉盤6包括鎖止機構19，該鎖止機構19包括滑槽18，滑槽18的兩個側端上開設有第一滑軌27與第二滑軌28，二者的結構相同。

配重塊7的兩端通過連接件分別設置在第一滑軌27、第二滑軌28內，配重塊7可在連接件的驅動下在第一滑軌27、第二滑軌28內滑動。滑槽18的側設有與第一滑軌27、第二滑軌28相配合的卡接部(圖中未標出)。卡接部的埠處設置有一排凸起30。該凸起30呈鋸齒狀且與連接件的配合設置，其可限制配重塊7的滑動，使得配重塊7在滑槽18中可移動至任意位置。

請參照圖10，配合參照圖6，配重塊7包括橡膠塊20和多個大小不同的磁塊29，磁塊29安裝在橡膠塊20上，配重塊7通過配重孔10磁力吸附在轉盤6的偏心位置上，同時配重塊7與轉盤6可拆卸地連接。

綜上可知，此靜平衡教學儀1由於具有滑槽18，使得配重塊7在滑槽18中可移動至任意位置。因此，當對轉輪5進行靜平衡測量時，可將配重塊7不斷地調整位置，使得其可以在轉盤6上處於不同的位置處，這樣便可不斷地調整轉輪5和轉盤6的質心位置；此外，配重塊7包括橡膠塊20和多個大小不同的磁塊29，所以可以將多個大小不同的磁塊29從配重塊7上取下來或是放置上去，以得到不同質量的配重塊7。由此種設計可知，該靜平衡教學儀1不僅可以對轉輪5靜平衡量進行多次測量，還可以對轉輪5的質心位置進行測量。由此可知，該靜平衡教學儀1不僅操作性好、重量體積較小、便於攜帶，而且其製造工序簡單、成本低廉，適合大面積推廣。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，應包含在本發明的保護範圍之內。