[實用新型]臥式平面匯交力系的等效實驗臺

有效

• 申請號: 201420599296.9
• 申請日: 2014-10-17
• 公開（公告）號: CN204130020U
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 董炯;姚立昂;董逸翔;張英
• 申請（專利權）人: 董炯
• 主分類號: G09B23/10
• 分類號: G09B23/10
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 孫國瑞

技術領域

本實用新型屬于教育行業中高中物理、力學類課程及工程設計與結構分析中靜力學研究的技術領域，特別涉及一種力系，即：各力作用線在同一平面內且匯交于一點的力系（稱為平面匯交力系）的等效轉換，如：在一個平面上，多種條件下匯交力的分解與合成、等效與替代的檢驗實驗的設備。

背景技術

各力作用線在同一平面內且匯交于一點的力系稱為平面匯交力系。平面匯交力系是最簡單、最基本的力系。理論力學中平面匯交力系的解題方法有兩種：即幾何法和解析法。平面匯交力系的等效實驗臺是一種在一個平面內各種條件，如：作業線延長線重合、二力、三力及多力交匯一點等情況下檢測受力平衡條件的一種實驗臺。在研究探索匯交力系平衡條件、利用平衡條件求未知力和新結構的設計與分析過程中，也是一種不可或缺的重要驗證設備。目前高中物理中有使用彈簧秤和細繩測量力的大小與方向的簡單的驗證性實驗方式；結構力學中檢驗桁架受力變形量的使用設備；而工程力學實驗中，多是測量材料力學性能的使用設備，尚未發現對其受力性質、等效分析、分解與合成進行原理性實驗的機器設備的研究和應用。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種通過重物、繩索、滑輪和量角器搭建的一個平面匯交力系，完成不同位置施加不同或相同載荷、在不同角度安置不同的重物，通過繩索與量角器連接起來，達到平衡時，繩索間的角度與重物質量的關系，從而驗證平面匯交力系的平衡條件和等效作用，借助于平面匯交力系的實際重物施加力的重力值與各繩索之間達到平衡時的角度之間的關系，達到驗證平行四邊形法則的作用，檢測結構內受力條件的實驗裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種臥式平面匯交力系的等效實驗臺，其特征是：量角刻度盤12通過盤軸11固定在量角刻度盤座13上，量角刻度盤座13上安裝量角刻度盤座萬向輪14后放置在實驗桌1上；滑輪Ⅰ5通過支架軸Ⅰ7和支架Ⅰ8安裝在旋轉盤Ⅰ6上，旋轉盤Ⅰ6活動安裝在支座Ⅰ9上，支座Ⅰ9通過支座鎖定螺釘Ⅰ10固定在實驗桌1上；繩索Ⅰ4的一端與盤軸11連接，另一端繞過滑輪Ⅰ5與砝碼盤Ⅰ3連接使砝碼盤Ⅰ3垂直懸掛，砝碼Ⅰ2放置在砝碼盤Ⅰ3上；滑輪Ⅱ15通過支架軸Ⅱ16和支架Ⅱ17安裝在旋轉盤Ⅱ32上，旋轉盤Ⅱ32活動安裝在支座Ⅱ31上，支座Ⅱ31通過支座鎖定螺釘Ⅱ30固定在實驗桌1上；繩索Ⅱ18的一端與盤軸11連接，另一端繞過滑輪Ⅱ15與砝碼盤Ⅱ29連接使砝碼盤Ⅱ29垂直懸掛，砝碼Ⅱ28放置在砝碼盤Ⅱ29上；滑輪Ⅲ19通過支架軸Ⅲ20和支架Ⅲ21安裝在旋轉盤Ⅲ22上，旋轉盤Ⅲ22活動安裝在支座Ⅲ23上，支座Ⅲ23通過支座鎖定螺釘Ⅲ24固定在實驗桌1上；繩索Ⅲ25的一端與盤軸11連接，另一端繞過滑輪Ⅲ19與砝碼盤Ⅲ27連接使砝碼盤Ⅲ27垂直懸掛，砝碼Ⅲ26放置在砝碼盤Ⅲ27上；繩索Ⅳ54的一端與盤軸11連接，另一端繞過滑輪Ⅳ62與砝碼盤Ⅳ61連接；滑輪Ⅴ63通過支架Ⅴ60安裝在支座Ⅴ59上，支座Ⅴ59通過支座鎖定螺釘Ⅴ56固定在實驗桌1上；繩索Ⅴ55的一端與盤軸11連接，另一端繞過滑輪Ⅴ63與砝碼盤Ⅴ57連接，砝碼Ⅴ58放置在碼盤Ⅴ57上。

本實用新型的有益效果：本實用新型通過支架和支座連接滑輪Ⅰ—Ⅴ后，用支座鎖定螺釘Ⅰ—Ⅴ固定在實驗桌上，繩索Ⅰ—Ⅴ分別繞對應的滑輪后分別與砝碼盤和砝碼連接，驗證復雜條件下的平面匯交力系分力與合力的等效性，通過讀取砝碼質量和測量繩索間實際工作條件下與繩索間的夾角，獲得復雜的平面匯交力系情況下力的等效與替換、合力與分力的條件，進一步驗證平行四邊形法則；由于量角刻度盤和量角刻度盤座的水平放置，并有量角刻度盤座萬向輪支撐，可在實驗桌上移動，繩索的垂直力經過滑輪轉變為水平力，所以，量角刻度盤、量角刻度盤座和量角刻度盤座萬向輪的質量對實驗沒有影響。本實用新型只借助重力作為實驗的源動力，不需要任何其它動力，低碳環保；實驗桌可以使用任意有邊沿的桌子，不需要單獨定制實驗桌，節省實驗桌的開支；整套裝置攜帶方便，不需要單獨實驗室，在教室或寢室等有操作空間的場所均可進行實驗；實驗設備簡潔、直觀、易學。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是圖1的多力平衡時的俯視圖；

圖4是圖3的多力平衡時的主視圖。