一種理論力學力偶平衡的教具的製作方法
2023-07-31 15:22:06 1
一種理論力學力偶平衡的教具的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種理論力學力偶平衡的教具，包括底板以及設置在底板上的圓盤、固定件、可調力偶裝置和約束力力偶裝置；所述的圓盤的中心軸固定在所述的底板上，所述的圓盤上沿徑向方向上固設有第一磁條和第二磁條，所述的固定件的一端固定所述的第一磁條，另一端通過直線軸承與固定在底板上的第一立杆連接；所述的約束力力偶裝置提供的第一力矩方向與所述的可調力偶裝置提供的第二力矩方向相反。本實用新型讓學生通過對力偶大小的實際計算和操作，來更好地理解和掌握力偶平衡的知識點，可以在工科院校在開設理論力學實驗課時推廣應用。
【專利說明】一種理論力學力偶平衡的教具
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種理論力學力偶平衡的教具，屬於教學用具領域。
【背景技術】
[0002]力偶平衡是理論力學當中一個應用性較強的知識點，是力系平衡當中的重要基礎理論之一，在諸多生活和工程領域中有著廣泛的應用。但這個理論似乎比較抽象，真正掌握也比較困難。由於過去理論力學基本上沒有針對力偶的實驗課，工科學生學習這門理論覺得比較枯燥，影響學習效果。
【發明內容】
[0003]為了克服現有教學中力偶平衡知識點理解上存在的缺點，本實用新型提供一種能夠幫助學生理解和掌握力偶平衡的知識點的理論力學力偶平衡的教具。
[0004]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:
[0005]一種理論力學力偶平衡的教具，其特徵在於:包括底板以及設置在底板上的圓盤、固定件、可調力偶裝置和約束力力偶裝置；所述的圓盤的中心軸固定在所述的底板上，所述的圓盤上沿徑向方向上固設有第一磁條和第二磁條，所述的固定件的一端固定所述的第一磁條，另一端通過直線軸承與固定在底板上的第一立杆連接；
[0006]所述的約束力力偶裝置包括彈簧和夾片，所述的彈簧的一端固定在所述的底板上的第二立杆上，另一端固定在所述的圓盤上的第三立杆上；所述的夾片上開設有導槽，且所述的夾片的一端固定在所述的底板上的第四立杆上，所述的圓盤上設置有與所述的導槽相配合的滾子，所述的滾子可在所述的導槽內滑動；所述的彈簧通過夾片給所述的圓盤提供第一力矩；
[0007]所述的可調力偶裝置包括鉤碼、磁鐵和細線，所述的磁鐵與所述的第二磁條相吸，所述的細線連接所述的鉤碼和磁鐵，所述的鉤碼的重力給所述的圓盤提供第二力矩，所述的彈簧提供的第一力矩方向與所述的鉤碼的第二力矩方向相反。
[0008]進一步，所述的圓盤的中心軸通過軸承固定在所述的底板上。
[0009]進一步，所述的底板上設置有一支架，所述的支架上饒有所述的細線，所述的細線的一端連接鉤碼，另一端連接磁鐵。
[0010]進一步，所述的固定件為U型結構，所述的U型結構的折彎底部通過直線軸承固設在第一立杆上,開口端的一側與第一磁條固定。
[0011]本實用新型將圓盤設為力偶平衡的研究對象，彈簧的張力和滾子對導槽的約束力提供一組額定力偶，鉤碼的重力和中心軸的約束力提供另一組可調力偶。當固定件被提起時，可以通過觀察圓盤是否轉動來判斷力偶是否平衡。這裡學生可以通過改變鉤碼的大小和數量、改變磁鐵在第二磁條上的位置來調節可調力偶。
[0012]本實用新型的有益效果在於:本實用新型讓學生通過對力偶大小的實際計算和操作，來更好地理解和掌握力偶平衡的知識點，可以在工科院校在開設理論力學實驗課時推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型整體結構示意圖。
[0014]圖2是本實用新型主視圖。
【具體實施方式】
[0015]參照圖1和圖2，一種理論力學力偶平衡的教具，包括底板以及設置在底板I上的圓盤4、固定件5、可調力偶裝置3和約束力力偶裝置2 ;所述的圓盤4的中心軸固定在所述的底板I上，所述的圓盤4上沿徑向方向上固設有第一磁條41和第二磁條42，所述的固定件5的一端固定所述的第一磁條41，另一端通過直線軸承與固定在底板I上的第一立杆11連接；
[0016]所述的約束力力偶裝置2包括彈簧21和夾片22，所述的彈簧21的一端固定在所述的底板I上的第二立杆12上，另一端固定在所述的圓盤4上的第三立杆24上；所述的夾片22上開設有導槽23，且所述的夾片22的一端固定在所述的底板I上的第四立杆13上，所述的圓盤4上設置有與所述的導槽23相配合的滾子14，所述的滾子14可在所述的導槽23內滑動；所述的彈簧21通過夾片22給所述的圓盤4提供第一力矩；
[0017]所述的可調力偶裝置3包括鉤碼31、磁鐵33和細線32，所述的磁鐵33與所述的第二磁條42相吸，所述的細線32連接所述的鉤碼31和磁鐵33，所述的鉤碼31的重力給所述的圓盤4提供第二力矩，所述的彈簧21提供的第一力矩方向與所述的鉤碼31的第二力矩方向相反。
[0018]進一步，所述的圓盤4的中心軸通過軸承6固定在所述的底板I上。
[0019]進一步，所述的底I板上設置有一支架34，所述的支架34上饒有所述的細線32，所述的細線32的一端連接鉤碼31，另一端連接磁鐵33。
[0020]進一步，所述的固定件5為U型結構，所述的U型結構的折彎底部通過直線軸承固設在第一立杆11上，開口端的一側與第一磁條41固定。
[0021]本實用新型將圓盤4設為力偶平衡的研究對象，彈簧21的張力和滾子14對導槽23的約束力提供一組額定力偶，鉤碼31的重力和中心軸的約束力提供另一組可調力偶。當固定件5被提起時，可以通過觀察圓盤4是否轉動來判斷力偶是否平衡。這裡學生可以通過改變鉤碼的大小和數量、改變磁鐵在第二磁條上的位置來調節可調力偶。
[0022]本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本實用新型的保護範圍不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護範圍也及於本領域技術人員根據本實用新型構思所能夠想到的等同技術手段。
【權利要求】
1.一種理論力學力偶平衡的教具，其特徵在於:包括底板以及設置在底板上的圓盤、固定件、可調力偶裝置和約束力力偶裝置；所述的圓盤的中心軸固定在所述的底板上，所述的圓盤上沿徑向方向上固設有第一磁條和第二磁條，所述的固定件的一端固定所述的第一磁條，另一端通過直線軸承與固定在底板上的第一立杆連接； 所述的約束力力偶裝置包括彈簧和夾片，所述的彈簧的一端固定在所述的底板上的第二立杆上，另一端固定在所述的圓盤上的第三立杆上；所述的夾片上開設有導槽，且所述的夾片的一端固定在所述的底板上的第四立杆上，所述的圓盤上設置有與所述的導槽相配合的滾子，所述的滾子可在所述的導槽內滑動；所述的彈簧通過夾片給所述的圓盤提供第一力矩； 所述的可調力偶裝置包括鉤碼、磁鐵和細線，所述的磁鐵與所述的第二磁條相吸，所述的細線連接所述的鉤碼和磁鐵，所述的鉤碼的重力給所述的圓盤提供第二力矩，所述的彈簧提供的第一力矩方向與所述的鉤碼的第二力矩方向相反。
2.如權利要求1所述的一種理論力學力偶平衡的教具，其特徵在於:所述的圓盤的中心軸通過軸承固定在所述的底板上。
3.如權利要求1或2所述的一種理論力學力偶平衡的教具，其特徵在於:所述的底板上設置有一支架，所述的支架上饒有所述的細線，所述的細線的一端連接鉤碼，另一端連接磁鐵。
4.如權利要求3所述的一種理論力學力偶平衡的教具，其特徵在於:所述的固定件為U型結構，所述的U型結構的折彎底部通過直線軸承固設在第一立杆上，開口端的一側與第一磁條固定。
【文檔編號】G09B23/10GK203982635SQ201420355779
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月30日 優先權日:2014年6月30日
【發明者】曾文韜, 李珏輝, 夏航 申請人:浙江工業大學