一种细长压杆的稳定性课堂教学演示装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种细长压杆的稳定性课堂教学演示装置，包括演示装置主体支架、活动杠杆、待测细长压杆、内支撑板、压紧机构、压力提供装置、连杆、侧支架、L型连接板、连接杆、换向装置、滑板和压力传感器，所述演示装置主体支架内固定有C型内支撑板，所述C型内支撑板上下方均有槽，所述C型内支撑板一侧有换向装置，所述C型内支撑板上下方均固定有压紧机构，所述C型内支撑板上方的压紧机构上有压力提供装置，所述C型内支撑板下方的压紧机构下有压力传感器；本实用新型通过模拟细长杆两端不同约束情况下的轴向压缩，观测压杆在临界压力时的稳态挠曲线，从而验证细长压杆临界压力计算公式的正确性，且便于学生理解相关公式的推导过程。
【专利说明】一种细长压杆的稳定性课堂教学演示装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及课堂教学实验演示设备领域，特别是涉及一种细长压杆的稳定性 课堂教学演示装置。
【背景技术】
[0002] 材料力学相对抽象，这门学科通常使用的研究方法是通过实验现象得出合理的假 设，由假设推导实用的计算公式，公式的正确性要在实验中验证，由于其过于抽象，试验又 非常复杂，学生在学习中很难理解，因此若能有相应的课堂教学实验演示设备对其进行演 示，则可大大降低学生的理解难度，提高学习效率。
[0003] 其中教材中对于细长压杆的临界压力给出了如下公式： σ 7?El
[0004] ^ = ： 丨，丨）
[0005] 为了验证公式的正确性，可通过如下方式进行验证：
[0006] 通过将细长杆两端铰支：相当于# = 1 ,测量出临界压力;
[0007] 通过将细长杆一端铰支，一端固定，相当于0.7，测量出临界压力^,检验 是否近似等于〇. 7 ;
[0008] 通过将细长杆两端固定：相对于#=0.5 ,测量出临界压力，检验是否 近似等于0.5。
[0009] 在细长压杆临界压力公式的推导过程中，杆端约束不同时，横截面上的弯矩Μ有 时可以忽略，有时又不能忽略，对此学生往往难以理解，因此急需一种设备模拟细长杆两端 不同约束情况下的轴向压缩，以用于观测压杆在临界压力时的稳态挠曲线，验证细长压杆 临界压力计算公式的正确性。 实用新型内容
[0010] 针对以上问题，本实用新型通过模拟细长杆两端不同约束情况下的轴向压缩，观 测压杆在临界压力时的稳态挠曲线，从而验证细长压杆临界压力计算公式的正确性，从而 可便于学生对相关公式进行理解，为达此目的，本实用新型提供一种细长压杆的稳定性课 堂教学演示装置，包括演示装置主体支架、活动杠杆、待测细长压杆、内支撑板、压紧机构、 压力提供装置、连杆、侧支架、L型连接板、连接杆、上滑杆、下滑杆、侧支架、主支架、中心滑 杆、上活动圆盘、旋转圆盘、棘轮、棘爪、连接板、滑板和压力传感器，所述演示装置主体支架 内固定有C型内支撑板，所述C型内支撑板上下方均有槽，所述C型内支撑板上下方均固定 有压紧机构，所述C型内支撑板上方的压紧机构上有压力提供装置，所述C型内支撑板下方 的压紧机构下有压力传感器；
[0011] 所述压紧机构包括压紧杆、凸轮、底板槽、固定框、外部u型压板和内部U型压板， 所述固定框内有外部U型压板，所述内部U型压板在外部U型压板内，所述外部U型压板开 口朝下，所述内部U型压板开口方向与外部U型压板开口方向垂直，所述固定框与C型内支 撑板相连的端面有底板槽与C型内支撑板的槽相对应，所述底板槽在内部U型压板开口的 另一端与外部U型压板内壁之间，所述凸轮卡装在内部U型压板内与内部U型压板和外部 U型压板的侧板相接触，所述凸轮端部固定有压紧杆；
[0012] 所述待测细长压杆两侧均有卡接端，所述待测细长压杆通过卡接端卡装在C型 内支撑板上下方的槽及压紧机构的底板槽内，所述C型内支撑板的两个拐角处均有L型连 接板，所述L型连接板通过侧支架固定在C型内支撑板的拐角处，所述L型连接板一端通过 连杆与对应压紧机构的压紧杆相连；
[0013] 所述C型内支撑板侧端上有一对主支架和一对侧支架，所述侧支架在主支架外 侦牝所述中心滑杆插装在支架的通孔内，所述中心滑杆下端套装有连接板，所述连接板通过 连接件与活动杠杆中部相连，所述上滑杆安装在C型内支撑板侧端上方对应的主支架和侧 支架上，所述下滑杆安装在C型内支撑板侧端下方对应的主支架和侧支架上，所述上滑杆 的上端和下滑杆的下端的端部均通过连接杆与L型连接板另一端相连；
[0014] 所述中心滑杆上有上活动圆盘、旋转圆盘和棘爪，所述上活动圆盘有4个扇形板， 所述扇形板等角度绕上活动圆盘中心一周，所述上滑杆的下端有弯折部，所述上活动圆盘 旋转下滑时上活动圆盘的扇形板与上滑杆下端的弯折部相接触，所述旋转圆盘侧边上有 盘齿，所述盘齿等角度绕旋转圆盘中心一周，所述旋转圆盘为内部有4块均匀分布的60° 镂空槽的圆盘，所述旋转圆盘内60°镂空槽的扇形与上活动圆盘的扇形板之间的夹角为 30°，所述旋转圆盘一侧有棘轮，所述棘爪的爪部卡在棘轮的棘齿内，所述C型内支撑板侧 端的中部有腰槽，所述C型内支撑板侧端的中部的腰槽内有滑板，所述滑板一端置于C型内 支撑板侧端的中部的腰槽内，另一端固定在所述C型内支撑板侧端的中部，所述滑板以此 固定点为圆心做圆弧运动，所述旋转圆盘的盘齿在移动过程中与滑板相接触；
[0015] 所述演示装置主体支架侧面有U型槽，所述活动杠杆穿过U型槽，所述活动杠杆的 端部通过连接件与下滑杆下端相连。
[0016] 作为本实用新型的进一步改进，所述压力提供装置的壳体内有扭簧、套环、上部棘 轮、上部棘爪、下部棘轮、下部棘爪和带螺母的螺杆，所述带螺母的螺杆固定在对应压紧机 构上，所述带螺母的螺杆外套有扭簧，所述带螺母的螺杆的螺母压在扭簧上，所述带螺母的 螺杆的螺母上方有上部棘轮，所述带螺母的螺杆的螺母下方有下部棘轮，所述带螺母的螺 杆的螺母上方有套环，所述带螺母的螺杆的螺母上方和下方均有套环，所述螺母上的套环 和螺母下的套环均绕有绳子，所述螺母上的套环的绳子的一端固定在对应套环上，另一端 在活动杠杆换位后会套在活动杠杆上，所述螺母下的套环的绳子的一端固定在对应套环 上，所述螺母下的套环的绳子的另一端在杠杆做另一次换位后会套在杠杆上，所述套环内 有上部棘爪，所述上部棘爪的端部卡在上部棘轮的棘齿内，所述下部棘爪通过支架固定在 壳体内壁，所述下部棘爪的端部卡在下部棘轮的棘齿内，本实用新型可采用以上结构的压 力提供装置需要将细长杆压弯时，拉动第一根绳子，绳子带动套环转动，上部棘爪会随套环 旋转一并旋转进而带动上部棘轮转动，棘轮带动螺杆转动，与螺杆相配合的螺帽会将弹簧 向下挤压从而将细长杆压弯。
[0017] 作为本实用新型的进一步改进，所述待测细长压杆直径为10毫米，待测细长压杆 长为350晕米，本实用新型使用的是树脂材料的细长杆，该细长杆直径10晕米，长350晕 米，实验时候其有效使用长度可为300毫米。
[0018] 本实用新型通过演示观察三种不同端部约束下的压杆稳态挠曲线图，验证细长压 杆临界压力计算公式的正确性。本实用新型可进行不同约束下的压缩模拟实验，通过临近 压力下的挠曲线测量，学生可以直观比较约束不同时挠曲线的波长，判断长度系数μ的正 确性，同时机构中的压力传感器可以测出不同约束下的临界压力，进一步验证这一结果，从 而通过演示实验，学生可以非常直观观测到不同夹持方式，两端约束力在横截面上产生的 内力差异较大，从而可以理解弯矩μ的取舍问题，此外，本机构采用专门设计的换向结构， 因此可实现三种不同端部约束下的连续试验；可以让学生直观的看到铰链约束和固定端约 束时细长杆端部约束力的变化，利于学生理解。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是本实用新型示意图；
[0020] 图2是本实用新型主视图；
[0021] 图3是本实用新型压紧机构示意图；
[0022] 图4是本实用新型压力提供装置及压紧机构示意图；
[0023] 图中的构件为：
[0024] 1、演示装置主体支架；1-1、U型槽； 2、活动杠杆；
[0025] 3、待测细长压杆； 3-1卡接端； 4、C型内支撑板；
[0026] 5、压紧机构； 5-1、压紧杆； 5-2、凸轮；
[0027] 5-3、底板槽； 5-4、固定框； 5-5、外部U型压板；
[0028] 5-6、内部U型压板； 6、压力提供装置；6-1、扭簧；
[0029] 6-2、套环； 6-3、上部棘轮；6_4、上部棘爪；
[0030] 6-5、下部棘轮； 6-6、下部棘爪；6-7、带螺母的螺杆；
[0031] 7、连杆； 8、侧支架； 9、L型连接板；
[0032] 10、连接杆； 11、上滑杆； 12、下滑杆；
[0033] 13、侧支架； 14、主支架； 15、中心滑杆；
[0034] 16、上活动圆盘； 16-1、扇形板； 17、旋转圆盘；
[0035] 17-1、盘齿； 18、棘爪； 19、棘轮；
[0036] 20、连接板； 21、滑板； 22、压力传感器。
【具体实施方式】
[0037] 以下结合附图和实施例对实用新型做详细的说明：
[0038] 本实用新型通过模拟细长杆两端不同约束情况下的轴向压缩，观测压杆在临界压 力时的稳态挠曲线，从而验证细长压杆临界压力计算公式的正确性，且便于学生理解相关 公式的推导过程。
[0039] 作为本实用新型一种实施例，本实用新型提供如图1和图2所示的一种细长压杆 的稳定性课堂教学演示装置，包括演示装置主体支架1、活动杠杆2、待测细长压杆3、内支 撑板4、压紧机构5、压力提供装置6、连杆7、侧支架8、L型连接板9、连接杆10、上滑杆11、 下滑杆12、侧支架13、主支架14、中心滑杆15、上活动圆盘16、旋转圆盘17、棘爪18、棘轮 19、连接板20、滑板21和压力传感器22,所述演示装置主体支架1内固定有C型内支撑板 4,所述C型内支撑板4上下方均有槽，所述C型内支撑板4上下方均固定有压紧机构5,所 述C型内支撑板4上方的压紧机构5上有压力提供装置6,所述C型内支撑板4下方的压紧 机构5下有压力传感器22,采用压力传感器22的作用是测量细长杆的临界载荷，即Fpcr。 本装置在演示过程中会测量细长杆在不同刚性支承情况下屈曲后的正弦半波长度，并计算 出在一端铰支一端固定和两端固定两种情况下正弦半波长度与两端铰支情况下两铰支点 的长度的比值，然后再与通过压力感应器测出的压力数值之间的比值作对比，将细长杆的 弯曲长度和在此种情况下载临界载荷分别代入欧拉公式，进行相互验证；
[0040] 本实用新型所述压紧机构5如图3所不包括压紧杆5-1、凸轮5-2、底板槽5-3、固 定框5-4、外部U型压板5-5和内部U型压板5-6,所述固定框5-4内有外部U型压板5-5， 所述内部U型压板5-6在外部U型压板5-5内，所述外部U型压板5-5开口朝下，所述内部 U型压板5-6开口方向与外部U型压板5-5开口方向垂直，所述固定框5-4与C型内支撑 板4相连的端面有底板槽5-3与C型内支撑板4的槽相对应，所述底板槽5-3在内部U型 压板5-6开口的另一端与外部U型压板5-5内壁之间，所述凸轮5-2卡装在内部U型压板 5-6内与内部U型压板5-6和外部U型压板5-5的侧板相接触，所述凸轮5-2端部固定有压 紧杆5-1，本实用新型通过以上结构将待测细长杆的上端由铰支状态变为固定状态，即模拟 材料力学中一端固定，一端铰支状态下细长杆的弯曲曲线和受力状态，当压紧杆5-1压下， 压紧杆5-1会带动凸轮5-2旋转，当凸轮5-2转动过程中，凸轮5-2的两个曲面会分别挤 压与之接触的内部U型压板5-6和外部U型压板5-5的侧板，从而使两边的压板向中间挤 压，将细长杆的一端压直，达到将细长杆的一端由铰支状态转变为固定状态的目的，本实用 新型将固定框5-4内侧壁作为导轨使用，其作用是限制内部U型压板5-6和外部U型压板 5-5,使两块压板在对应的方形空间内滑动；
[0041] 本实用新型所述待测细长压杆3两侧均有卡接端3-1，所述待测细长压杆3通过 卡接端3-1卡装在C型内支撑板4上下方的槽及压紧机构5的底板槽5-3内，所述C型内 支撑板4的两个拐角处均有L型连接板9,所述L型连接板9通过侧支架8固定在C型内 支撑板4的拐角处，所述L型连接板9 一端通过连杆7与对应压紧机构5的压紧杆5-1相 连；
[0042] 本实用新型所述C型内支撑板4侧端上有一对主支架14和一对侧支架13,所述侧 支架13在主支架14外侧，所述中心滑杆10插装在支架14的通孔内，所述中心滑杆10下 端套装有连接板20,所述连接板20通过连接件与活动杠杆2中部相连，所述上滑杆11安装 在C型内支撑板4侧端上方对应的主支架14和侧支架13上，所述下滑杆12安装在C型内 支撑板4侧端下方对应的主支架14和侧支架13上，所述上滑杆11的上端和下滑杆12的 下端的端部均通过连接杆10与L型连接板9另一端相连；
[0043] 本实用新型所述中心滑杆10上有上活动圆盘16、旋转圆盘17和棘爪18,所述上 活动圆盘16有4个扇形板16-1，所述扇形板16-1等角度绕上活动圆盘16中心一周，所述 上滑杆11的下端有弯折部，所述上活动圆盘16旋转下滑时上活动圆盘16的扇形板16-1 与上滑杆11下端的弯折部相接触，所述旋转圆盘17侧边上有盘齿17-1，所述盘齿17-1等 角度绕旋转圆盘17中心一周，所述旋转圆盘17为内部有4块均匀分布的60°镂空槽的圆 盘，所述旋转圆盘17内60°镂空槽的扇形与上活动圆盘16的扇形板16-1之间的夹角为 30°，所述旋转圆盘17 -侧有棘轮19,所述棘爪18的爪部卡在棘轮19的棘齿内，所述C型 内支撑板4侧端的中部有腰槽，所述C型内支撑板4侧端的中部的腰槽内有滑板12,所述 滑板12 -端置于C型内支撑板4侧端的中部的腰槽内，另一端固定在所述C型内支撑板4 侧端的中部，所述滑板12以此固定点为圆心做圆弧运动，所述旋转圆盘17的盘齿17-1在 移动过程中与滑板12相接触，本实用新型通过以上结构实现换向，从而防止两个压紧机构 之间相互干涉，每压一次右侧的杠杆，进行一种刚性支承下的演示，每压动三次杠杆是一个 周期，在压动第三次的时候，内部机构会带动所有棘轮的棘爪，使棘轮解锁，从而使装置复 位；
[0044] 本实用新型所述演示装置主体支架1侧面有U型槽1-1，所述活动杠杆穿过U型 槽，所述活动杠杆的端部通过连接件与下滑杆下端相连。
[0045] 作为本实用新型一种最佳具体实施例，本实用新型提供示意图如图1图2图3所 示的一种细长压杆的稳定性课堂教学演示装置，包括演示装置主体支架1、活动杠杆2、待 测细长压杆3、内支撑板4、压紧机构5、压力提供装置6、连杆7、侧支架8、L型连接板9、连 接杆10、上滑杆11、下滑杆12、侧支架13、主支架14、中心滑杆15、上活动圆盘16、旋转圆盘 17、棘爪18、棘轮19、连接板20、滑板21和压力传感器22,所述演示装置主体支架1内固定 有C型内支撑板4，所述C型内支撑板4上下方均有槽，所述C型内支撑板4上下方均固定 有压紧机构5,所述C型内支撑板4上方的压紧机构5上有压力提供装置6,所述C型内支 撑板4下方的压紧机构5下有压力传感器22,采用压力传感器22的作用是测量细长杆的临 界载荷，即Fpcr。本装置在演示过程中会测量细长杆在不同刚性支承情况下屈曲后的正弦 半波长度，并计算出在一端铰支一端固定和两端固定两种情况下正弦半波长度与两端铰支 情况下两铰支点的长度的比值，然后再与通过压力感应器测出的压力数值之间的比值作对 t匕，将细长杆的弯曲长度和在此种情况下载临界载荷分别代入欧拉公式，进行相互验证；
[0046] 本实用新型所述压力提供装置6的壳体内如图4所示有扭簧6-1、套环6-2、上部 棘轮6-3、上部棘爪6-4、下部棘轮6-5、下部棘爪6-6和带螺母的螺杆6-7,所述带螺母的螺 杆6-7固定在对应压紧机构5上，所述带螺母的螺杆6-7外套有扭簧6-1，所述带螺母的螺 杆6-7的螺母压在扭簧6-1上，所述带螺母的螺杆6-7的螺母上方有上部棘轮6-3,所述带 螺母的螺杆6-7的螺母下方有下部棘轮6-5,所述带螺母的螺杆6-7的螺母上方和下方均有 套环6-2,所述螺母上的套环6-2和螺母下的套环6-2均绕有绳子，所述螺母上的套环6-2 的绳子的一端固定在对应套环6-2上，另一端在活动杠杆2换位后会套在活动杠杆2上，当 活动杠杆运动时，会带动绳子的一端向下运动，另一端带动套环6-2的上部作圆周运动，所 述螺母下的套环6-2的绳子的一端固定在对应套环6-2上，所述螺母下的套环6-2的绳子 的另一端在杠杆做另一次换位后会套在杠杆上，当活动杠杆2运动时，会带动绳子的一端 向下运动，另一端带动套环6-2的下部作圆周运动，所述套环6-2内有上部棘爪6-4,所述上 部棘爪6-4的端部卡在上部棘轮6-3的棘齿内，所述下部棘爪6-6通过支架固定在壳体内 壁，所述下部棘爪6-6的端部卡在下部棘轮6-5的棘齿内，本实用新型可采用以上结构的压 力提供装置需要将细长杆压弯时，拉动第一根绳子，绳子带动套环转动，上部棘爪会随套环 旋转一并旋转进而带动上部棘轮转动，棘轮带动螺杆转动，与螺杆相配合的螺帽会将弹簧 向下挤压从而将细长杆压弯；
[0047] 本实用新型所述压紧机构5如图3所示包括压紧杆5-1、凸轮5-2、底板槽5-3、固 定框5-4、外部U型压板5-5和内部U型压板5-6,所述固定框5-4内有外部U型压板5-5， 所述内部U型压板5-6在外部U型压板5-5内，所述外部U型压板5-5开口朝下，所述内部 U型压板5-6开口方向与外部U型压板5-5开口方向垂直，所述固定框5-4与C型内支撑 板4相连的端面有底板槽5-3与C型内支撑板4的槽相对应，所述底板槽5-3在内部U型 压板5-6开口的另一端与外部U型压板5-5内壁之间，所述凸轮5-2卡装在内部U型压板 5-6内与内部U型压板5-6和外部U型压板5-5的侧板相接触，所述凸轮5-2端部固定有压 紧杆5-1，本实用新型通过以上结构将待测细长杆的上端由铰支状态变为固定状态，即模拟 材料力学中一端固定，一端铰支状态下细长杆的弯曲曲线和受力状态，当压紧杆5-1压下， 压紧杆5-1会带动凸轮5-2旋转，当凸轮5-2转动过程中，凸轮5-2的两个曲面会分别挤 压与之接触的内部U型压板5-6和外部U型压板5-5的侧板，从而使两边的压板向中间挤 压，将细长杆的一端压直，达到将细长杆的一端由铰支状态转变为固定状态的目的，本实用 新型将固定框5-4内侧壁作为导轨使用，其作用是限制内部U型压板5-6和外部U型压板 5-5,使两块压板在对应的方形空间内滑动；
[0048] 本实用新型所述待测细长压杆3两侧均有卡接端3-1，所述待测细长压杆3通过 卡接端3-1卡装在C型内支撑板4上下方的槽及压紧机构5的底板槽5-3内，所述C型内 支撑板4的两个拐角处均有L型连接板9,所述L型连接板9通过侧支架8固定在C型内 支撑板4的拐角处，所述L型连接板9 一端通过连杆7与对应压紧机构5的压紧杆5-1相 连；
[0049] 本实用新型所述C型内支撑板4侧端上有一对主支架14和一对侧支架13,所述侧 支架13在主支架14外侧，所述中心滑杆10插装在支架14的通孔内，所述中心滑杆10下 端套装有连接板20,所述连接板20通过连接件与活动杠杆2中部相连，所述上滑杆11安装 在C型内支撑板4侧端上方对应的主支架14和侧支架13上，所述下滑杆12安装在C型内 支撑板4侧端下方对应的主支架14和侧支架13上，所述上滑杆11的上端和下滑杆12的 下端的端部均通过连接杆10与L型连接板9另一端相连；
[0050] 本实用新型所述中心滑杆10上有上活动圆盘16、旋转圆盘17和棘爪18,所述上 活动圆盘16有4个扇形板16-1，所述扇形板16-1等角度绕上活动圆盘16中心一周，所述 上滑杆11的下端有弯折部，所述上活动圆盘16旋转下滑时上活动圆盘16的扇形板16-1 与上滑杆11下端的弯折部相接触，所述旋转圆盘17侧边上有盘齿17-1，所述盘齿17-1等 角度绕旋转圆盘17中心一周，所述旋转圆盘17为内部有4块均匀分布的60°镂空槽的圆 盘，所述旋转圆盘17内60°镂空槽的扇形与上活动圆盘16的扇形板16-1之间的夹角为 30°，所述旋转圆盘17-侧有棘轮19,所述棘爪18的爪部卡在棘轮19的棘轮齿内，所述C 型内支撑板4侧端的中部有腰槽，所述C型内支撑板4侧端的中部的腰槽内有滑板12，所述 滑板12 -端置于C型内支撑板4侧端的中部的腰槽内，另一端固定在所述C型内支撑板4 侧端的中部，所述滑板12以此固定点为圆心做圆弧运动，所述旋转圆盘17的盘齿17-1在 移动过程中与滑板12相接触，本实用新型通过以上结构实现换向，从而防止两个压紧机构 之间相互干涉，每压一次右侧的杠杆，进行一种刚性支承下的演示，每压动三次杠杆是一个 周期，在压动第三次的时候，内部机构会带动所有棘轮的棘爪，使棘轮解锁，从而使装置复 位；
[0051] 本实用新型所述演示装置主体支架1侧面有U型槽1-1，所述活动杠杆穿过U型 槽，所述活动杠杆的端部通过连接件与下滑杆下端相连。
[0052] 本实用新型使用的是树脂材料的细长杆，细长杆直径10毫米。长350毫米，有效 使用长度可为300毫米。从材料力学的研究观点来分析，为保证实验的准确性和说服力，最 佳材料是45钢，但由于本装置的受力部件和提供力的装置使用铝作为主要材料，其力学性 能较铸铁和铜逊色；且本装置服务于课堂教学，目的在于让学生接触和理解不同刚性支承 下压杆的弯曲曲线，因而本装置的细长杆采用树脂材料代替，虽然树脂和45钢的挠度相差 较大，但其弯曲曲线相似，不同刚性支承情况下的长度系数接近，因此具有一定的说服力。
[0053] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作任何其他 形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新 型所要求保护的范围。
【权利要求】
1. 一种细长压杆的稳定性课堂教学演示装置，包括演示装置主体支架（1)、活动杠杆 (2)、待测细长压杆（3)、内支撑板（4)、压紧机构（5)、压力提供装置（6)、连杆（7)、侧支架 (8)、L型连接板（9)、连接杆（10)、上滑杆（11)、下滑杆（12)、侧支架（13)、主支架（14)、中 心滑杆（15)、上活动圆盘（16)、旋转圆盘（17)、棘爪（18)、棘轮（19)、连接板（20)、滑板 (21)和压力传感器（22)，其特征在于：所述演示装置主体支架（1)内固定有C型内支撑板 (4)，所述C型内支撑板（4)上下方均有槽，所述C型内支撑板（4)上下方均固定有压紧机构 (5 )，所述C型内支撑板（4 )上方的压紧机构（5 )上有压力提供装置（6 )，所述C型内支撑板 (4)下方的压紧机构（5)下有压力传感器（22); 所述压紧机构（5)包括压紧杆（5-1)、凸轮（5-2)、底板槽（5-3)、固定框（5-4)、外部U 型压板（5-5 )和内部U型压板（5-6 )，所述固定框（5-4 )内有外部U型压板（5-5 )，所述内部 U型压板（5-6)在外部U型压板（5-5)内，所述外部U型压板（5-5)开口朝下，所述内部U型 压板（5-6)开口方向与外部U型压板（5-5)开口方向垂直，所述固定框（5-4)与C型内支撑 板（4 )相连的端面有底板槽（5-3 )与C型内支撑板（4 )的槽相对应，所述底板槽（5-3 )在内 部U型压板（5-6)开口的另一端与外部U型压板（5-5)内壁之间，所述凸轮（5-2)卡装在内 部U型压板（5-6)内与内部U型压板（5-6)和外部U型压板（5-5)的侧板相接触，所述凸轮 (5-2)端部固定有压紧杆（5-1); 所述待测细长压杆（3)两侧均有卡接端（3-1)，所述待测细长压杆（3)通过卡接端 (3-1)卡装在C型内支撑板（4 )上下方的槽及压紧机构（5 )的底板槽（5-3 )内，所述C型内 支撑板（4 )的两个拐角处均有L型连接板（9 )，所述L型连接板（9 )通过侧支架（8 )固定在 C型内支撑板（4)的拐角处，所述L型连接板（9 ) 一端通过连杆（7 )与对应压紧机构（5 )的 压紧杆（5-1)相连； 所述C型内支撑板（4)侧端上有一对主支架（14)和一对侧支架（13)，所述侧支架（13) 在主支架（14)外侧，所述中心滑杆（10)插装在支架（14)的通孔内，所述中心滑杆（10)下 端套装有连接板（20)，所述连接板（20)通过连接件与活动杠杆（2)中部相连，所述上滑杆 (11) 安装在C型内支撑板（4)侧端上方对应的主支架（14)和侧支架（13)上，所述下滑杆 (12) 安装在C型内支撑板（4)侧端下方对应的主支架（14)和侧支架（13)上，所述上滑杆 (11)的上端和下滑杆（12)的下端的端部均通过连接杆（10)与L型连接板（9)另一端相连； 所述中心滑杆（10 )上有上活动圆盘（16 )、旋转圆盘（17 )和棘爪（18 )，所述上活动圆盘 (16)有4个扇形板（16-1)，所述扇形板（16-1)等角度绕上活动圆盘（16)中心一周，所述 上滑杆（11)的下端有弯折部，所述上活动圆盘（16)旋转下滑时上活动圆盘（16)的扇形板 (16-1)与上滑杆（11)下端的弯折部相接触，所述旋转圆盘（17)侧边上有盘齿（17-1)，所述 盘齿（17-1)等角度绕旋转圆盘（17)中心一周，所述旋转圆盘（17)为内部有4块均匀分布 的60°镂空槽的圆盘，所述旋转圆盘（17)内60°镂空槽的扇形与上活动圆盘（16)的扇形 板（16-1)之间的夹角为30°，所述旋转圆盘（17) -侧有棘轮（19)，所述棘爪（18)的爪部 卡在棘轮（19 )的棘齿内，所述C型内支撑板（4 )侧端的中部有腰槽，所述C型内支撑板（4 ) 侧端的中部的腰槽内有滑板（12 )，所述滑板（12 ) -端置于C型内支撑板（4)侧端的中部的 腰槽内，另一端固定在所述C型内支撑板（4)侧端的中部，所述滑板（12)以此固定点为圆心 做圆弧运动，所述旋转圆盘（17)的盘齿（17-1)在移动过程中与滑板（12)相接触； 所述演示装置主体支架（1)侧面有U型槽（1-1 )，所述活动杠杆（2 )穿过U型槽（1-1 )， 所述活动杠杆（2)的端部通过连接件与下滑杆（12)下端相连。
2. 根据权利要求1所述的一种细长压杆的稳定性课堂教学演示装置，其特征在于：所 述压力提供装置（6)的壳体内有扭簧（6-1)、套环（6-2)、上部棘轮（6-3)、上部棘爪（6-4)、 下部棘轮（6-5)、下部棘爪（6-6)和带螺母的螺杆（6-7)，所述带螺母的螺杆（6-7)固定在对 应压紧机构（5)上，所述带螺母的螺杆（6-7)外套有扭簧（6-1)，所述带螺母的螺杆（6-7)的 螺母压在扭簧（6-1)上，所述带螺母的螺杆（6-7)的螺母上方有上部棘轮（6-3)，所述带螺 母的螺杆（6-7)的螺母下方有下部棘轮（6-5)，所述带螺母的螺杆（6-7)的螺母上方和下方 均有套环（6-2)，所述螺母上的套环（6-2)和螺母下的套环（6-2)均绕有绳子，所述螺母上 的套环（6-2)的绳子的一端固定在对应套环（6-2)上，另一端在活动杠杆（2)换位后会套在 活动杠杆（2)上，所述螺母下的套环（6-2)的绳子的一端固定在对应套环（6-2)上，所述螺 母下的套环（6-2)的绳子的另一端在杠杆做另一次换位后会套在杠杆上，所述套环（6-2) 内有上部棘爪（6-4)，所述上部棘爪（6-4)的端部卡在上部棘轮（6-3)的棘齿内，所述下部 棘爪（6-6 )通过支架固定在壳体内壁，所述下部棘爪（6-6 )的端部卡在下部棘轮（6-5 )的棘 齿内。
3. 根据权利要求1所述的一种细长压杆的稳定性课堂教学演示装置，其特征在于：所 述待测细长压杆（3)直径为10晕米，待测细长压杆（3)长为350晕米。
【文档编号】G09B23/10GK203910107SQ201420364652
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月3日 优先权日:2014年7月3日
【发明者】付香梅, 万宏, 李伟超 申请人:金陵科技学院