[實(shí)用新型]一種實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量位移的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820974584.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN209265788U
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王知非
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇蘇威爾科技有限公司
• 主分類號(hào): G09B23/10
• 分類號(hào): G09B23/10;G01B11/02
• 代理公司: 南京源古知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32300
• 代理人: 鄭宜梅

本實(shí)用新型具體涉及一種可以精確測(cè)量位移的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括實(shí)驗(yàn)小車與導(dǎo)軌；小車包括底盤、四個(gè)車輪；車輪利用車軸安裝在底盤兩邊；每個(gè)車輪通過(guò)車輪的邊緣與導(dǎo)軌接觸并沿設(shè)置在導(dǎo)軌上的軌道運(yùn)動(dòng)；車輪邊緣的縱切面為圓弧形。設(shè)置在導(dǎo)軌上的軌道為兩條平行的直線軌道，軌道的縱切面為圓弧形；兩條軌道之間的距離大小與小車左右車輪之間的距離相對(duì)應(yīng)。小車還設(shè)置光碼盤與其對(duì)應(yīng)的光電傳感器；光碼盤固定安裝在其中的一個(gè)車輪的車軸上并隨著車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)；底盤上相應(yīng)位置固定設(shè)有與光碼盤對(duì)應(yīng)的光電傳感器；光電傳感器采集光碼盤的數(shù)據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)器材領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量位移的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

物體的受力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系是高中物理中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，通過(guò)對(duì)勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、加速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究，是理解上述關(guān)系的重要方式，也是物理教學(xué)中的常用手段。現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材包括一長(zhǎng)直板、小車、打點(diǎn)時(shí)器等，通過(guò)小車?yán)瓌?dòng)紙帶打點(diǎn)非時(shí)器在紙帶上進(jìn)行打點(diǎn)記錄，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶要固定在實(shí)驗(yàn)小車的尾部從而得出該小車的位移。在這個(gè)過(guò)程中存在以下的實(shí)驗(yàn)誤差（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶安裝不平衡時(shí)會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果；（2）小車在長(zhǎng)直板上運(yùn)動(dòng)時(shí)，車輪與長(zhǎng)直板上的軌道中滾動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生跑偏現(xiàn)象，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。因此我們提出了一種可以精確測(cè)量位移的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

1、所要解決的技術(shù)問(wèn)題：

本實(shí)用新型的目的是提出一種可以精確測(cè)量位移的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用來(lái)解決上述的問(wèn)題。

2、技術(shù)方案：

一種實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量位移的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括實(shí)驗(yàn)小車與導(dǎo)軌；其特征在于：小車包括底盤、四個(gè)車輪；所述車輪利用車軸安裝在底盤兩邊；所述每個(gè)車輪通過(guò)車輪的邊緣與導(dǎo)軌接觸并沿設(shè)置在導(dǎo)軌上的軌道運(yùn)動(dòng)；所述車輪邊緣的縱切面為圓弧形。所述設(shè)置在導(dǎo)軌上的軌道為兩條平行的直線軌道，所述軌道的縱切面為圓弧形，所述軌道的縱切面圓弧形的弧長(zhǎng)略大于車輪邊緣的縱切面的圓弧形；所述兩條軌道之間的距離大小與小車左右車輪之間的距離相等。所述小車還設(shè)置光碼盤與其對(duì)應(yīng)的光電傳感器；所述光碼盤固定安裝在其中的一個(gè)車輪的車軸上并隨著車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)；底盤上相應(yīng)位置固定設(shè)有與光碼盤對(duì)應(yīng)的光電傳感器；所述光電傳感器采集光碼盤的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述車輪邊緣的圓弧兩邊分別設(shè)置內(nèi)側(cè)直邊與外側(cè)直邊，所述內(nèi)側(cè)直邊與外側(cè)直邊均與車輪邊緣的圓弧相連接的部位相切。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)側(cè)直邊的長(zhǎng)度比外側(cè)直邊的長(zhǎng)度短。

3、 有益效果：

（1）在本實(shí)用新型中，因?yàn)檐囕喪菆A弧底面，軌道也是圓弧面。當(dāng)小車放置在軌道中時(shí)，兩個(gè)圓弧面總是相切的。車輪在跑偏的狀態(tài)下，由于車輪的圓弧底圓弧與軌道的圓弧面相切，且由兩個(gè)圓弧的半徑大小不變的，所以車輪跑的距離不會(huì)發(fā)生變化。現(xiàn)有技術(shù)中軌道的縱切面與車輪的底面均是V形，車輪正常移動(dòng)時(shí)是線接觸；當(dāng)出現(xiàn)車輪跑偏的情況時(shí)，車輪與導(dǎo)軌之間變成了面接觸從而增加了車輪的跑動(dòng)距離，從而對(duì)位移的測(cè)量會(huì)產(chǎn)生比較大的誤差。

（2）本實(shí)用新型采用了光碼盤與其對(duì)應(yīng)的光電傳感器，通過(guò)光電傳感器采集光碼盤的移動(dòng)的角位移來(lái)測(cè)量其中一個(gè)車輪滾動(dòng)的距離作為小車的位移，更能夠增加實(shí)驗(yàn)中測(cè)量位移的準(zhǔn)確程度。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的小車的底面翻轉(zhuǎn)的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型的小車的底面翻轉(zhuǎn)的車輪與光電傳感器的結(jié)構(gòu)圖

圖3為本實(shí)用新型中的小車與導(dǎo)軌的截面圖；

圖4為本實(shí)用新型的小車與導(dǎo)軌的接觸部位的放大圖。

具體實(shí)施方式