运动合成演示装置

摘要

本发明公开了一种运动合成演示装置，包括柱状滚筒、导轨线、轨迹指示块、牵引线和支架；柱状滚筒固定于支架上并与支架在圆周方向转动配合，导轨线固定设置在支架上，轨迹指示块以可沿导轨线往复滑动的方式与导轨线单自由度配合，所述牵引线始端连接轨迹指示块，终端连接柱状滚筒并缠绕于其外圆；应用时，将本装置置于演示板前，推动支架使柱状滚筒沿演示板滚动前行，牵引线绕柱状滚筒缠绕并拉着轨迹指示块滑动，轨迹指示块的移动轨迹即为其运动合成的轨迹；本装置中，轨迹指示块前行距离不受装置大小控制，使用者可在较宽范围内对运动合成现象进行演示，同时整个装置结构简单、成本低廉，制作容易，适合大范围地推广与应用。

权利要求

1.运动合成演示装置，其特征在于：包括柱状滚筒、导轨线、轨迹指示块、定滑轮、导向轮、牵引线和支架；

所述支架设置转轴，所述转轴与滚筒在圆周方向固定配合，与支架在圆周方向转动配合；所述柱状滚筒固定于支架上并与支架在圆周方向转动配合，柱状滚筒为套管式伸缩结构，其内套管外设置至少一个外套管，所述内套管与转轴固定连接，所述外套管以可沿转轴往复滑动的方式与转轴单自由度配合；

支架顶端开槽，所述定滑轮嵌于槽内，所述导向轮及导轨线均在支架上固定设置，导轨线的上端与支架开槽端连接，所述轨迹指示块以可沿导轨线往复滑动的方式与导轨线单自由度配合，所述牵引线的始端连接轨迹指示块，终端先后通过定滑轮及导向轮与柱状滚筒固定连接并缠绕于柱状滚筒外圆，柱状滚筒转动可带动轨迹指示块沿导轨线滑动；

所述轨迹指示块上设置描迹笔和描迹笔安装环，所述描迹笔插入描迹笔安装环中，所述描迹笔安装环径向开孔并设置顶丝，所述顶丝旋入描迹笔安装环中并顶住描迹笔。

2.根据权利要求1所述的运动合成演示装置，其特征在于：所述外套管的端部设置勾状结构或者拉环结构。

3.根据权利要求2所述的运动合成演示装置，其特征在于：所述柱状滚筒的外圆设置绕线槽。

说明书

运动合成演示装置

技术领域

[0001] 本发明涉及教学仪器，具体涉及一种运动合成演示教具。

背景技术

[0002] 教学演示是老师向学生传授知识的一种重要辅助手段，它对学生理解及接纳知识起着重要的作用，教学演示可以让学生在情境性的学习过程中对理论知识达到更加直观深入的了解，因此，教学演示也常常出现在物理课堂上。运动合成是物理学上的一个概念，它涵盖了物体的分运动与合运动，首先是两匀速运动的合成与分解。现行的高中物理已将运动的合成与分解作为单独的章节来进行探讨，因此运动合成的演示是此章节重要而又必不可少的一个演示实验。

[0003] 现有技术提供了一种运动合成演示仪，包括两个电机、两对主从动齿轮、两对轴承座及轴承、两根螺杆、基板、垫座、移动块。其中，两个螺杆互相垂直并分别通过两个电机驱动，其中一个电机固定于基板上，受该电机驱动的螺杆的另一端旋入可移动轴承座内的内螺纹孔中，通过该螺杆转动而带动该可移动轴承座移动，另一个电机固定于该可移动轴承座上，移动块旋入受该另一个电机驱动的另一个螺杆上，当该另一个电机旋转时，移动块沿该另一个螺杆上下移动，以此演示物体运动合成的轨迹。此结构的运动合成演示仪，虽然可演示物体运动合成现象，但演示效果受装置大小影响，如果装置较小，其轨迹的显示范围也比较小，位置较远的观看者很容易看不清楚，同时整个装置结构复杂，造价高昂，制作不易，对于偏远地方的学校尤其不适宜推广应用。

[0004] 因此，需要一种运动合成演示装置，不但能清晰演示出物体运动合成的轨迹，而且结构简单，操作方便，制作容易，成本低廉并适合大范围推广与使用。 发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种运动合成演示装置，不但能清晰演示物体运动合成的轨迹，而且结构简单，操作方便，制作容易，成本低廉并适合大范围推广与应用。 [0006] 本发明的运动合成演示装置，包括柱状滚筒、导轨线、轨迹指示块、定滑轮、导向轮、牵引线和支架；

[0007] 所述支架设置转轴，所述转轴与滚筒在圆周方向固定配合，与支架在圆周方向转动配合；所述柱状滚筒固定于支架上并与支架在圆周方向转动配合，柱状滚筒为套管式伸缩结构，其内套管外设置至少一个外套管，所述内套管与转轴固定连接，所述外套管以可沿转轴往复滑动的方式与转轴单自由度配合；

[0008] 支架顶端开槽，所述定滑轮嵌于槽内，所述导向轮及导轨线均在支架上固定设置，导轨线的上端与支架开槽端连接，所述轨迹指示块以可沿导轨线往复滑动的方式与导轨线单自由度配合，所述牵引线的始端连接轨迹指示块，终端先后通过定滑轮及导向轮与柱状滚筒固定连接并缠绕于柱状滚筒外圆，柱状滚筒转动可带动轨迹指示块沿导轨线滑动； [0009] 所述轨迹指示块上设置描迹笔和描迹笔安装环，所述描迹笔插入描迹笔安装环中，所述描迹笔安装环径向开孔并设置顶丝，所述顶丝旋入描迹笔安装环中并顶住描迹笔。 [0010] 进一步，所述外套管的端部设置勾状结构或者拉环结构；

[0011] 进一步，所述柱状滚筒的外圆设置绕线槽。

[0012] 本发明的有益效果是：本发明结构的运动合成演示装置，使用者手动即可操作，使用方便；应用时，将本装置置于演示板前，推动支架使柱状滚筒沿演示板滚动前行，与柱状滚筒固定连接的牵引线在柱状滚筒外圆缠绕并拉动轨迹指示块沿导轨线滑动，轨迹指示块的移动轨迹即为其运动合成的轨迹；本发明结 构的运动合成演示装置，其轨迹指示块的前行距离不受装置大小控制，使用者可以在较宽的范围内对物体运动合成现象进行演示并描绘轨迹；同时，本装置结构简单、成本低廉，制作容易，非常适合大范围地推广与应用。 [0013] 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

[0014] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。

[0015] 图1为本发明的主视图；

[0016] 附图说明

[0017] 图2为本发明的左视图；

[0018] 图3为本发明的俯视图；

[0019] 图4为图2中A部的放大图。

[0020] 以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

[0021] 图1为本发明的主视图；图2为本发明的左视图；图3为本发明的俯视图；图4为图2中A部的放大图。

[0022] 具体实施方式

[0023] 如图所示：

[0024] 本实施例的运动合成演示装置，包括柱状滚筒1、导轨线2、轨迹指示块3、牵引线4和支架5；柱状滚筒1与导轨线2均竖直固定于支架5上；柱状滚筒1与支架5在圆周方向转动配合，轨迹指示块3以可沿导轨线2上下滑动的方式与导轨线2单自由度配合；牵引线4的始端连接轨迹指示块3，终端固定连接柱状滚筒1并缠绕于柱状滚筒1的外圆。操作时，使用者手持支架5，将本运动合 成演示装置贴置于演示板前，推动支架5以使柱状滚筒1沿演示板前行，与柱状滚筒1固定连接的牵引线4在柱状滚筒1上缠绕并拉动轨迹指示块3沿导轨线2滑动，轨迹指示块3的移动轨迹即为其运动合成的轨迹，整个装置结构简单，操作方便。

[0025] 本实施例中，支架5设置转轴6，转轴6与柱状滚筒1在圆周方向固定配合，与支架5在圆周方向转动配合；同时，柱状滚筒1为套管式伸缩结构，其内套管18外设置可向下端拉出的外套管17、外套管16及外套管15；内套管18与转轴固定连接，外套管17、外套管16及外套管15以可沿转轴6往复滑动的方式与转轴6单自由度配合。应用时，演示者可通过改变柱状滚筒1的直径以调整牵引线4的绕速，从而调整轨迹指示块竖直方向的运动速率。

[0026] 当然，本实施例中，外套管从内套管的上端拉出或者从内套管的两端同时拉出均可。

[0027] 本实施例中，外套管设置为三个以下或者三个以上同样可以实现本发明的目的。 [0028] 本实施例中，外套管15的下端设置拉环14，使用者可通过拉环14将各个外套管依次拉出，同时，还可通过连线将拉环14与支架5固定，以防止拉环14拉出后又自动缩回，操作更方便。

[0029] 本实施例的运动合成演示装置，还包括定滑轮8，同时支架5顶端开槽，定滑轮8嵌于槽内，牵引线4的终端通过定滑轮8与柱状滚筒1连接，导轨线2的上端与支架5的开槽端连接；定滑轮8的设置能够使轨迹指示块3的被牵引方向与其滑动方向平行，从而让轨迹指示块3的滑动更流畅。

[0030] 本实施例的运动合成演示装置还包括导向轮9，导向轮9固定于支架5上，牵引线4的终端先后通过定滑轮8及导向轮9再与柱状滚筒1连接；导向轮的变向作用可让牵引线在柱状滚筒上顺利缠绕而不发生阻滞；当然，本实施例中，导向轮可以为两个或者多个。 [0031] 本实施例中，轨迹指示块3上设置描迹笔10和描迹笔安装环11，描迹笔安 装环
11径向开孔并设置顶丝12，顶丝12旋入描迹笔安装环11内，描迹笔10插入描迹笔安装环
11中并通过顶丝12卡紧；应用时，描迹笔安装环11中可装入不同直径和长度的描迹笔，并通过顶丝12的旋入或旋出进行调整和更换，使用方便，同时，演示过程中，描迹笔10可在演示板上描绘轨迹指示块的移动轨迹，使观看者能够更加清楚和直观的了解运动合成现象。 [0032] 本实施例中，柱状滚筒1的外圆设置绕线槽13；此结构可防止牵引线4在柱状滚筒1外圆缠绕的过程中发生滑落，影响整个操作。

[0033] 本实施例中，导轨线2设置为两根，此结构可防止轨迹指示块3在移动过程中发生轴向转动而导致描迹笔10在描迹过程中出现歪斜；当然，本实施例中，导轨线为3根及以上皆可实现本发明的目的。

[0034] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。