一种物理学简谐运动教学用具的制作方法

1.本实用新型涉及运动教学技术领域，尤其涉及一种物理学简谐运动教学用具。


背景技术：

2.简谐运动是最基本也最简单的机械振动，当某物体进行简谐运动时，物体所受的力跟位移成正比，并且总是指向平衡位置，它是一种由自身系统性质决定的周期性运动(如单摆运动和弹簧振子运动)，实际上简谐振动就是正弦振动，根据该运动方程式，我们可以说位移是时间t的正弦或余弦函数的运动是简谐运动，简谐运动的数学模型是一个线性常系数常微分方程，这样的振动系统称为线性系统，线性系统是振动系统最简单最普遍的数学模型，但一般情况下，线性系统只是振动系统在小振幅条件下的近似模型。
3.简谐运动是通过一个对照点，根据参照物的活动状态，绘制出对照点的移动轨迹，进而模拟设备常用于教学工作中，但现有水平移动教学设备，无法改变模拟参照物的移动速率，导致后期所得到的轨道路线图过于单一，使得设备的使用局限性较大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中由于现有设备无法对参照物的运动速率进行改变，导致所能得到的轨迹路线图过于单一的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种物理学简谐运动教学用具，包括：u型底座，所述u型底座的外壁一侧固定安装有变速箱，所述变速箱的内表壁固定安装有l型金属架a，所述l型金属架a的外壁一侧固定插设有电动马达，所述电动马达的输出端固定安装有传动杆，所述传动杆的外表壁固定套设有主动齿轮，所述u型底座的外壁一侧开设有收纳孔洞，所述u型底座的内壁一侧固定安装有l型金属架b，所述l型金属架b的外壁一侧固定插设有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端固定安装有联动杆a，所述联动杆a的外表壁活动套设有三个协同齿轮，三个所述协同齿轮其中每个的齿牙数量从左到右依次递减。
6.优选的，所述u型底座的内壁两侧之间活动插设有两个联动杆b，两个所述联动杆b其中一个的外壁一端分别贯穿u型底座和变速箱的外表壁，并位于变速箱的内部。
7.优选的，两个所述联动杆b其中一个的外表壁固定套设有从动齿轮，三个所述协同齿轮的外表壁均位于主动齿轮和从动齿轮的齿牙之间。
8.优选的，两个所述联动杆b的外表壁均固定套设有活动套筒，两个所述活动套筒的外表壁之间活动套设有传送带。
9.优选的，所述u型底座的外壁两侧之间焊接有垂直框架，所述垂直框架的底部固定安装有连接块。
10.优选的，所述连接块的内部嵌设有尼龙线，所述尼龙线的外表壁固定安装有沙漏。
11.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，
12.本实用新型中，通过启动l型金属架b中的电动伸缩杆，带动联动杆a上的其中一个
协同齿轮收入进收纳孔洞中，此时主动齿轮仍然高速转动，当其中一个协同齿轮脱离后同时也脱离从动齿轮的齿牙部分，后续另一个齿牙数量较少的从动齿轮逐步与主动齿轮的齿牙接触，并进行缓慢运动，最终协同齿轮上的齿牙完整进入主动齿轮的齿牙间，同时也进入从动齿轮中，本设备通过机械传动的原理带动移动部件进行参照物运动轨迹的模拟，同时利用不断变换齿轮的种类来改变驱动部件的转动速率，其原理是每个变换齿轮上的齿牙数目逐步减少，则移动的速率也逐步减慢，因齿牙数目较少后，其齿轮上的每个齿牙间的间距较大，和动力齿轮上齿牙接触的时间就越长，进而有效地解决现有设备无法改变模拟参照物的移动速率，导致后期所得到的轨道路线图过于单一的问题，减少设备使用的局限性，增加统计数据的丰富性。
附图说明
13.图1为本实用新型提出的一种物理学简谐运动教学用具中主视结构立体图；
14.图2为本实用新型提出的一种物理学简谐运动教学用具中部分结构放大立体图；
15.图3为本实用新型提出的一种物理学简谐运动教学用具为图1中a处结构放大立体图。
16.图例说明：1、u型底座；2、变速箱；3、l型金属架a；4、电动马达；5、传动杆；6、主动齿轮；7、收纳孔洞；8、l型金属架b；9、电动伸缩杆；10、联动杆a；11、协同齿轮；12、联动杆b；13、从动齿轮；14、活动套筒；15、传送带；16、垂直框架；17、连接块；18、尼龙线；19、沙漏。
具体实施方式
17.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
18.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
19.实施例1，如图1-3所示，本实用新型提供了一种物理学简谐运动教学用具，包括：u型底座1，u型底座1的外壁一侧固定安装有变速箱2，变速箱2的内表壁固定安装有l型金属架a3，l型金属架a3的外壁一侧固定插设有电动马达4，电动马达4的输出端固定安装有传动杆5，传动杆5的外表壁固定套设有主动齿轮6，u型底座1的外壁一侧开设有收纳孔洞7，u型底座1的内壁一侧固定安装有l型金属架b8，l型金属架b8的外壁一侧固定插设有电动伸缩杆9，电动伸缩杆9的输出端固定安装有联动杆a10，联动杆a10的外表壁活动套设有三个协同齿轮11，三个协同齿轮11其中每个的齿牙数量从左到右依次递减，本设备通过机械传动的原理带动移动部件进行参照物运动轨迹的模拟，同时利用不断变换齿轮的种类来改变驱动部件的转动速率，其原理是每个变换齿轮上的齿牙数目逐步减少，则移动的速率也逐步减慢，因齿牙数目较少后，其齿轮上的每个齿牙间的间距较大，和动力齿轮上齿牙接触的时间就越长，进而有效地解决现有设备无法改变模拟参照物的移动速率，导致后期所得到的轨道路线图过于单一的问题，减少设备使用的局限性，增加统计数据的丰富性。
20.u型底座1的内壁两侧之间活动插设有两个联动杆b12，两个联动杆b12其中一个的
外壁一端分别贯穿u型底座1和变速箱2的外表壁，并位于变速箱2的内部，通过设置联动杆b12为传送带15的安装提供支撑条件。
21.两个联动杆b12其中一个的外表壁固定套设有从动齿轮13，三个协同齿轮11的外表壁均位于主动齿轮6和从动齿轮13的齿牙之间，当不同种协同齿轮11分布放置进主动齿轮6和从动齿轮13中后，并使三者处于啮合连接关系。
22.两个联动杆b12的外表壁均固定套设有活动套筒14，两个活动套筒14的外表壁之间活动套设有传送带15，通过安装传送带15，和对运动轨迹进行收集，供操作者进行收集。
23.u型底座1的外壁两侧之间焊接有垂直框架16，垂直框架16的底部固定安装有连接块17，通过设置垂直框架16为连接块17的安装通过固定条件。
24.连接块17的内部嵌设有尼龙线18，尼龙线18的外表壁固定安装有沙漏19，通过将沙漏19的内部导入沙子，并在沙漏19的外壁施加左右的推力，此时沙漏19中的沙子会从沙漏19的底部漏出到传送带15上。
25.其整个结构所达到的效果为：首先将设备移动到指定的工作区域，当记录运动轨迹时，把沙子导入到沙漏19的内部，启动l型金属架a3上的电动马达4，并作用于传动杆5带动主动齿轮6在变速箱2中转动，在协同齿轮11和主动齿轮6齿牙间的相互接触下，使联动杆b12上的活动套筒14在u型底座1的内部转动，并最终带动传送带15进行转动，此时推动沙漏19，在尼龙线18的牵动下，左右摆动，并在移动的传送带15上留下运动轨迹，再进行记录，当需要进行降速时，启动l型金属架b8中的电动伸缩杆9，带动联动杆a10上的其中一个协同齿轮11收入进收纳孔洞7中，此时主动齿轮6仍然高速转动，当其中一个协同齿轮11脱离后同时也脱离从动齿轮13的齿牙部分，后续另一个齿牙数量较少的从动齿轮13逐步与主动齿轮6的齿牙接触，并进行缓慢运动，最终协同齿轮11上的齿牙完整进入主动齿轮6的齿牙间，同时也进入从动齿轮13中，当需要再次变更速率时，运用上述方法将第三协同齿轮11置入主动齿轮6和从动齿轮13之间即可。
26.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其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。