专利名称：力学耗散系统混沌现象演示仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于科学、医学或数学用的模型技术领域，具体涉及到固体的静力学或动力学用的物理教学演示仪。
在物理教学中演示混沌现象，目前尚无教学演示和实验仪器，仅采用暗箱式电子电路或计算机根据混沌现象规律特征进行模拟演示。
本实用新型的目的在于为物理教学提供一种设计合理、结构简单、使用方便、演示现象直观、效果明显的力学耗散系统混沌现象演示仪。
为达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是它包括可盛放液体的液体槽和设置在液体槽上的支架。设置在支架上的轴承。设置在轴承内的转动轴。设置在转动轴上与转动轴联或连为一体的转动体，该转动体可绕转动轴顺时针或逆时针转动。它包括与转动轴相联的编码器，该编码器将转动体转动的角位移转换成电信号输出到计算机进行数据处理。它还包括设置在支架上的增压装置、以及与该增压装置相联通的进液管和出液管，进液管的进液口设置在液体槽内，出液管设置在转动体的正上方。
本实用新型的转动体为在通过联接件与转动轴联或连为一体的联接轴的一端设有前转动盘、另一端设有后转动盘，在前转动盘与后转动盘之间设置有至少6个可等分圆周的连接杆，在连接杆上设置有可盛放液体的容器。本实用新型的出液管的出液口位于前转动盘与后转动盘之间的垂直平面上且与水平面垂直。
本实用新型的一个连接杆与转动轴的径向距离同相邻一个连接杆与转动轴的径向距离相同。本实用新型可盛放液体的容器设置在连接杆的重心位置，在该容器的侧壁下部加工或制作有通孔。
本实用新型通过调节注入转动体的容器内液体量的大小，驱动转动体转动，转动体转动的角位移、角速度、角加速度无规则变化，不可预测，处于混沌运动状态。它具有设计合理、结构简单、使用方便、演示现象直观、效果明显，可在物理教学中作为混沌现象的演示和实验仪器。
图1是本实用新型一个实施例的主视图。
图2是
图1的左视图。
图3是
图1的俯视图。
图4是图2的A-A剖视图。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
图1～图4为本实用新型一个实施例的结构示意图。本实施例由液体槽1、支架2、前转动盘3、后转动盘4、轴承5、转动轴6、编码器7、联接轴8、连接杆9、水桶10、水泵11、进液管12、出液管13、键14联接构成，其中前转动盘3、后转动盘4、联接轴8、连接杆9、水桶10、键14联接构成本实施例的转动体，水泵11为增压装置的一个实施。在
图1～图4中，支架2的下端用螺纹紧固联接件联接在液体槽1的两侧，支架2的上端两侧安装有轴承5、转动轴6安装在轴承5内，联接轴8用键14与转动轴6固定联接，在联接轴8的前端焊接有前转动盘3、后端焊接有后转动盘4，前转动盘3与后转动盘4之间同一圆周上均匀安装有8个连接杆9，每个连接杆9的重心位置悬挂一个水桶10，水桶10底部侧面加工有两个漏水孔15，水桶10内的水可从漏水孔15漏出水桶外。在支架2的下部安装有水泵11，与水泵11相联通的进液管12下端放置在液体槽1内，液体槽1内装有水，与水泵11相联通出液管13的上端位于垂直平面内且与水平面垂直，出液管13的出液口位于水桶10的正上方。
在转动轴6的前端通过联接件联接有编码器7，编码器7将转动体转动的角位移转换成电信号，通过导线输出到计算机，计算机对输入的电信号进行数据处理，描绘出混沌现象的相图。
本实施例的工作原理如下接通水泵11电源，水泵11开始运转，水泵11将液体槽1内水抽出，从出液管13流入水桶10内，水桶10内的水从漏水孔15流到液体槽1内。当注入水桶10内的水量较小时，水桶10内无存储水，不能克服转动体的静摩擦力，转动体处于静止状态。增大注入水桶10内水量，水桶10内储存有一定量的水，给转动体施加一个转动力矩，转动体可绕转动轴6顺时针或逆时针转动。继续增大注水量，转动体上部水桶10来不及储存较多的水即向下转动，下部水桶10内的水未漏完即向上运动至上部，产生反转力矩，使转动体转速减小，直至逆转。当注水量不变时，随时会顺时针旋转或逆时针旋转。
设计人给出了本实用新型第二个实施例。在本实施例中，在前转动盘3与后转动盘4之间同一圆周上均布6个连接杆9，每个连接杆9的重心位置悬挂一个水桶10，其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
设计人给出了本实用新型的第三个实施例。在本实施例中，在前转动盘3与后转动盘4之间同一圆周上均布16个连接杆9，每个连接杆9的重心位置悬挂一个水桶10，其它零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
根据上述原理，还可设计出另外一种具体结构的力学耗散系统混沌现象演示仪。
权利要求1.一种力学耗散系统混沌现象演示仪，其特征在于它包括可盛放液体的液体槽(1)和设置在液体槽(1)上的支架(2)；设置在支架(2)上的轴承(5)；设置在轴承(5)内的转动轴(6)；设置在转动轴(6)上与转动轴(6)联或连为一体的转动体，该转动体可绕转动轴(6)顺时针或逆时针转动；它包括与转动轴(6)相联的编码器(7)，该编码器将转动体转动的角位移转换成电信号输出到计算机进行数据处理；它还包括设置在支架(2)上的增压装置、以及与该增压装置相联通的进液管(12)和出液管(13)，进液管(12)的进液口设置在液体槽(1)内，出液管(13)设置在转动体的正上方。
2.按照权利要求1所述的力学耗散系统混沌现象演示仪，其特征在于所说的转动体为在通过联接件与转动轴(6)联或连为一体的联接轴(8)的一端设有前转动盘(3)、另一端设有后转动盘(4)，在前转动盘(3)与后转动盘(4)之间设置有至少6个可等分圆周的连接杆(9)，在连接杆(9)上设置有可盛放液体的容器；所说的出液管(13)的出液口位于前转动盘(3)与后转动盘(4)之间的垂直平面上且与水平面垂直。
3.按照权利要求2所述的力学耗散系统混沌现象演示仪，其特征在于所说的一个连接杆(9)与转动轴(6)的径向距离同相邻一个连接杆(9)与转动轴(6)的径向距离相同；所说可盛放液体的容器设置在连接杆(9)的重心位置，在该容器的侧壁下部加工或制作有通孔。
专利摘要一种力学耗散系统混沌现象演示仪,包括:液体槽、设置在液体槽上的支架、设置在支架上的轴承和增压装置以及与增压装置相联通的进液管和出液管、设置在轴承内的转动轴、设置在转动轴上的转动体和编码器。上述的转动体由与转动轴相联接的联接轴、设置在联接轴上的前联接盘和后联接盘、设置在前联接盘与后联接盘之间的至少6个联接杆,在联接杆上悬挂有水桶。它具有演示现象直观、演示效果好等优点,可作为物理教学演示和实验仪器。
文档编号G09B23/00GK2443458SQ00226929
公开日2001年8月15日 申请日期2000年10月27日 优先权日2000年10月27日
发明者李普选, 张孝林, 徐忠锋, 梁得山 申请人:西安交通大学