[實用新型]內(nèi)擺線軌跡演示裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721638740.3
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN208722438U
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪先亮;李小甌;仝文浩;方猛;李瑞敏;張愛群;馮帥將;吉勝旺;劉衛(wèi)莊;李春
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥通用機(jī)械研究院有限公司
• 主分類號: G09B23/02
• 分類號: G09B23/02
• 代理公司: 合肥和瑞知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本實用新型涉及一種內(nèi)擺線軌跡演示裝置。該演示裝置包括分別固設(shè)在支架上的定圓齒輪和副旋轉(zhuǎn)軸，副旋轉(zhuǎn)軸的軸身上可轉(zhuǎn)動地套設(shè)有與支架固定聯(lián)接的副軸承座；副旋轉(zhuǎn)軸的伸出在副軸承座上部的端頭處可轉(zhuǎn)動地設(shè)有轉(zhuǎn)動部件，所述轉(zhuǎn)動部件上設(shè)置有與定圓齒輪構(gòu)成內(nèi)嚙合的動圓齒輪，所述轉(zhuǎn)動部件與所述動圓齒輪構(gòu)成轉(zhuǎn)動配合，所述動圓齒輪上固設(shè)有畫筆，該演示裝置還包括罩設(shè)在所述畫筆上側(cè)用于顯示畫筆軌跡的透明罩；該演示裝置還包括用于驅(qū)動所述副旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置通過驅(qū)動所述副旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而帶動動圓齒輪繞定圓齒輪公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。本實用新型能讓參觀者或?qū)W習(xí)者更加直觀的感受到內(nèi)擺線的形成和軌跡，并且適合長期的科普和教學(xué)使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種內(nèi)擺線軌跡演示裝置，主要用于科普教育和教學(xué)實踐活動。

背景技術(shù)

擺線是數(shù)學(xué)中眾多的迷人曲線之一，內(nèi)擺線指的是一個動圓內(nèi)切于一個定圓作無滑動的滾動，動圓圓周上一個定點的軌跡。它與擺線相當(dāng)，但是它不是在線上做純滾動的圓，而是在大圓內(nèi)表面做純滾動的圓。

物理學(xué)中的物體運動方程，在數(shù)學(xué)上就是參數(shù)方程。參數(shù)方程對于解決實際問題具有重要意義。擺線是一類十分重要的曲線，可以分為平擺線、圓擺線、漸開線三大類。我們常見的大部分曲線都可以看成是擺線的特例，如星形線、心臟線、阿基米德螺線、玫瑰線等等。擺線也是很有用的一類曲線，如最速降線就是平擺線；工廠中常用的齒輪通常是漸開線或圓擺線；公共汽車的兩折門利用了星形線的原理。再如像收割機(jī)、翻土機(jī)等許多農(nóng)業(yè)機(jī)械和工廠中的車床等，大都采用的是擺線原理。而且，擺線在天文中也有重要應(yīng)用，行星相對地球的軌跡、月亮相對太陽的軌跡都可以看作是擺線。

在教學(xué)過程中，通常教師都要在參數(shù)方程說明擺線，并在黑板上通過繪制擺線，盡力地描述擺線的形成和軌跡，由于擺線的軌跡非常多，形狀差異較大，無法通過簡單的繪制加以描述，造成了直觀教學(xué)的困難。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種內(nèi)擺線軌跡演示裝置，能讓參觀者或?qū)W習(xí)者更加直觀的感受到內(nèi)擺線的形成和軌跡，并且適合長期的科普和教學(xué)使用。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種外擺線軌跡演示裝置，該演示裝置包括支架以及分別固設(shè)在支架上的定圓齒輪和副旋轉(zhuǎn)軸，所述副旋轉(zhuǎn)軸的軸身上套設(shè)有與支架固定聯(lián)接并與所述副旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成轉(zhuǎn)動配合的副軸承座；所述副旋轉(zhuǎn)軸的伸出在副軸承座上部的端頭處可轉(zhuǎn)動地設(shè)有轉(zhuǎn)動部件，所述轉(zhuǎn)動部件上設(shè)置有與所述定圓齒輪構(gòu)成內(nèi)嚙合的動圓齒輪，所述轉(zhuǎn)動部件與所述動圓齒輪構(gòu)成轉(zhuǎn)動配合，所述動圓齒輪上固設(shè)有與動圓齒輪偏心設(shè)置的畫筆，該演示裝置還包括罩設(shè)在所述畫筆上側(cè)用于顯示畫筆軌跡的透明罩；該演示裝置還包括用于驅(qū)動所述副旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置通過驅(qū)動所述副旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而帶動動圓齒輪繞定圓齒輪公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)。

優(yōu)選的，所述定圓齒輪的半徑與動圓齒輪的半徑之比可調(diào)。

優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)動部件為圓盤，所述動圓齒輪包括動圓齒輪軸，所述動圓齒輪軸插設(shè)在軸承中，所述軸承的外側(cè)設(shè)置有固定在圓盤上的動圓齒輪軸承座。

優(yōu)選的，該演示裝置還包括設(shè)置在支架上的臺面板，所述定圓齒輪固設(shè)在所述臺面板上；所述副旋轉(zhuǎn)軸穿過所述臺面板與所述轉(zhuǎn)動部件相連接；所述臺面板與所述透明罩構(gòu)成一個封閉的空間。

優(yōu)選的，所述的畫筆可以是白板筆或發(fā)光筆；所述透明罩采用亞克力或玻璃制作；

當(dāng)畫筆采用白板筆時，白板筆筆尖與所述透明罩頂部接觸；當(dāng)畫筆采用發(fā)光筆時，發(fā)光筆筆尖與所述透明罩頂部有1-2mm的間隙。

進(jìn)一步優(yōu)選的，當(dāng)畫筆采用發(fā)光筆時，所述透明罩頂部涂覆長余輝發(fā)光材料，或者所述透明罩采用調(diào)光玻璃制作。