[實用新型]剛體轉動慣量測定儀器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720365249.1
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN206670863U
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 張鵬;李名揚;潘浩誠;邢世勇;周廣剛;張其星;陳超然
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01M1/10
• 分類號: G01M1/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 趙燕力,王春光

技術領域

本實用新型涉及轉動慣量實驗裝置領域，具體是一種剛體轉動慣量測定儀器。

背景技術

傳統(tǒng)的大學物理實驗室中測定剛體轉動慣量實驗的裝置由剛體轉動慣量實驗儀和TH-4通用電腦式毫秒計組成。如圖1所示，剛體轉動慣量實驗儀的主體的轉動體系由可繞垂直方向對稱軸平穩(wěn)轉動的十字形承物臺的塔輪94組成，塔輪94上設置有托盤95。其驅動裝置是砝碼91通過繩子93繞過固定在桌邊的定滑輪92后纏繞在塔輪94上的繞線輪上來與主體轉動體系連接，并通過釋放砝碼91，使砝碼91下落從而帶動塔輪94轉動的。

現(xiàn)有技術的缺點：砝碼91會在下落過程中產生晃動，而造成主體受力的變化。繩子93在纏繞時會與水平方向產生夾角使得主體受力變小。繩子93在纏繞時會重疊而使塔輪94繞線輪的實際轉動半徑大于塔輪94原半徑，且繩子93的直徑(約2mm)相對于繞線輪半徑(25mm)是不可忽略的，由設計原理與方法中推導的公式可知，這對軸承摩擦力矩和轉動慣量的計算的影響是顯著的。繩子93在定滑輪92處有摩擦。

實用新型內容

本實用新型提供了一種剛體轉動慣量測定儀器，該剛體轉動慣量測定儀器的其中一個目的是減少測量裝置對于測量結果的影響。

本實用新型提供了一種剛體轉動慣量測定儀器，該剛體轉動慣量測定儀器的另一個目的是達到降低實驗誤差的目的。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種剛體轉動慣量測定儀器，剛體轉動慣量測定儀器包括：承托組件；轉軸，一端與承托組件固定連接，承托組件能夠隨轉軸一起轉動，轉軸包括位于上部的上轉動軸和位于下部的下轉動軸；驅動柱體，外周面設置有軸向延伸的螺旋凹槽，驅動柱體設置有軸向通孔，轉軸穿設在軸向通孔內，軸向通孔與上轉動軸相適配并能夠帶動轉軸同步轉動，軸向通孔與下轉動軸間隙配合；卡頭組件，與螺旋凹槽配合并能夠使驅動柱體轉動。

進一步地，上轉動軸的截面形狀為正方形，軸向通孔的截面形狀和大小與上轉動軸相同，下轉動軸的截面形狀為圓形，且下轉動軸的直徑小于正方形的邊長。

進一步地，上轉動軸的截面形狀為橢圓形，軸向通孔的截面形狀和大小與上轉動軸相同，下轉動軸的截面形狀為圓形，且下轉動軸的直徑小于橢圓形的短軸長度。

進一步地，上轉動軸的截面形狀為菱形，軸向通孔的截面形狀和大小與上轉動軸相同，下轉動軸的截面形狀為圓形，且下轉動軸的直徑小于菱形的短軸長度。

進一步地，承托組件包括承托盤，承托盤的軸線與轉軸的軸線重合，承托盤固定在轉軸上端。

進一步地，承托組件還包括沿承托盤的周向間隔均布的多個支架，每個支架均包括水平延伸桿和鉸接端頭，水平延伸桿能滑動的設置在承托盤的下表面，并且水平延伸桿的滑動方向與承托盤的徑向相同，鉸接端頭鉸接于水平延伸桿的位于外側的一端。

進一步地，承托盤為圓形，承托盤上設置有多個被測物體安裝孔，多個被測物體安裝孔沿承托盤的直徑間隔均布。

進一步地，驅動柱體的高度和螺旋凹槽的高度相同，上轉動軸的長度大于或者等于驅動柱體的高度，卡頭組件包括卡接凸起，卡接凸起位于上轉動軸的下端處。

進一步地，卡頭組件還包括支撐柱，卡接凸起固定在支撐柱處。

進一步地，剛體轉動慣量測定儀器還包括支撐座，轉軸和卡頭組件均固定在支撐座上。

本實用新型的有益效果是，本實用新型實施例可以避免及改善傳統(tǒng)剛體轉動慣量的實驗儀器的驅動裝置存在的諸如砝碼晃動、塔輪上的細繩繞線方式存重疊、偏離水平位置等問題，利用帶有螺旋凹槽的驅動柱體由于重力沿固定的卡頭組件下降并帶動轉軸轉動，從帶動承托組件轉動，進而解決了原動力系統(tǒng)的諸多問題，減小了實驗的誤差。

附圖說明

構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有技術中剛體轉動慣量測定儀器的結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例中剛體轉動慣量測定儀器的主視結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例中剛體轉動慣量測定儀器的俯視結構示意圖。

圖中附圖標記：11、水平延伸桿；12、鉸接端頭；13、承托盤；131、被測物體安裝孔；20、轉軸；21、上轉動軸；22、下轉動軸；30、驅動柱體；32、螺旋凹槽；40、卡頭組件；41、卡接凸起；42、支撐柱；50、支撐座。

具體實施方式