基于傳感器的動力學研究裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請是申請號為:2015100035289、發明創造名稱為:多功能動力學研究裝置、申 請日為:2015-01 -05的發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002] 本發明屬于用于動力學研究領域。
【背景技術】
[0003] 動力學研究的范疇包括力、運動、力和運動的關系。現有裝置足夠豐富，但是，還是 可W用新的裝置、新的方法來研究動力學中的某些參數之間的關系。
【發明內容】
[0004] 本發明提供了一種新的裝置和方法，為研究動力學提供了一種新的技術方案，本 發明是運樣的：
[0005] 多功能動力學研究裝置，包括：固定設置的、用于測量豎直向下拉力的力傳感器， 其特征是：力傳感器的探頭固定連接固定板，固定板呈平板狀，且固定板所在平面為水平 面，固定板下表面固定連接電磁鐵，電磁鐵下端吸附有一個用于下落的圓球，圓球由軟磁性 材料制成，
[0006] 還包括豎直方向設置的連接架，連接架的上端和固定板固定連接，連接架的下端 固定連接置物板，置物板呈平板狀，置物板所在平面為水平面。
[0007] 圓球的質量為50克。
[000引圓球的質量為20克。
[0009] 還包括用于固定力傳感器的連桿，連桿固定連接于豎直支架，支架底端和底座固 定連接。
[0010] 還包括一根細線，細線一端系于固定板，細線另一端懸垂一個重鍵。
[0011] 探頭下方所有部件所構成的裝置其質屯、位于:經過探頭的豎直直線。
[0012] 圓球的質屯、位于:經過探頭的豎直直線。
[0013] 還包括一個位于置物板上表面的、用于承接圓球的圓筒，圓筒和置物板W可拆卸 方式連接，圓筒上方設有供圓球進入圓筒的開口。
[0014] 圓筒內表面貼敷有一個圓管狀的、厚度均勻的、用于使下落圓球減速的緩沖筒，緩 沖筒由彈性材料制成，且緩沖筒的內徑略小于圓球的直徑。
[0015] 緩沖筒由海綿制成。
[0016] 所述圓筒底部還設有一個便于捕出圓球的頂出孔。
[0017] 所述的連接架由用來改變固定板和置物板間距的上連接架、下連接架W可伸縮方 式連接而成，上連接架豎直設置，下連接架也豎直設置，上連接架上端固定連接固定板，下 連接架下端固定連接置物板。
[0018] 上連接架設置有用來標示高度的上刻度，下連接架設置有用來標注高度的下刻 度，且：圓球吸附于磁鐵時，與圓球最下端水平線平齊的刻度作為刻度的原點。圓筒上端開 頭處還固定連接一個圓錐筒，圓錐筒上端設有圓形的、供圓球進入的上開口，圓錐筒下端設 有圓形的下開口，下開口的邊緣和圓筒上端的邊緣固定連接，上開口的直徑略大于圓球的 直徑。
[0019] 上開口還設有用來使下落圓球減速的沖擊片，沖擊片外圈為圓形，沖擊片的外圈 和上開口邊緣固定連接，沖擊片由厚度均勻的、薄片狀、彈性材料制成，沖擊片內圈設置有 呈均勻放射狀的孔，孔的中屯、位于:圓筒的軸線。
[0020] 上連接架的一個側面設置有豎直方向的凹槽，凹槽內設有用于驅動齒輪的齒條； 下連接架設有一個殼體，殼體的一個面設有供齒輪外伸、W使齒輪和齒條曬合的的延伸孔， 設有延伸孔的側面和設有凹槽的側面貼合，
[0021] 下連接架的殼體內設有一個用于確定齒輪轉動軸線的轉軸，該轉軸所在軸線為水 平方向，
[0022] 下連接架的殼體內還設置有第一張緊輪、第二張緊輪，第一張緊輪、第二張緊輪其 轉軸軸線均為水平方向，且該轉軸軸線和齒輪的轉軸軸線垂直，
[0023] 還設有:與第一張緊輪、第二張緊輪同步轉動的傳動帶，
[0024] 齒輪通過傳動裝置驅動第一張緊輪轉動，
[0025] 殼體設有讀數開口 W使傳動帶的一個面可視，在可視范圍內：傳動帶所在平面為 豎直平面，傳動帶運動方向為豎直方向；且：下連接架沿豎直方向的速度與傳動帶沿豎直方 向的速度等大、反向，
[00%]讀數開口所在平面和延伸孔所在平面垂直，
[0027] 下連接架設置有用來標注高度的下刻度，且該刻度標注于傳動帶，上連接架設置 有用來標示高度的上刻度，且上刻度和下刻度在刻度重疊區域所標注的刻度數值相同，且： 圓球吸附于磁鐵時，與圓球最下端水平線平齊的刻度作為刻度的原點。
[0028] 本發明所述的裝置，在動力學研究領域具有多種功能，本發明所述的測量方法，具 有精度高、操作方便的優點。
【附圖說明】
[0029] 圖1是本發明實施例一的結構示意圖。
[0030] 圖2是本發明實施例一的局部結構示意圖。
[0031 ]圖3是本發明實施例二的結構示意圖。
[0032] 圖4是本發明實施例S的結構示意圖。
[0033] 圖5是本發明實施例四的結構示意圖。
[0034] 圖6是本發明實施例五的局部結構示意圖。
[0035] 圖7是本發明實施例五的局部結構示意圖。
[0036] 圖8是本發明實施例六的局部結構示意圖。
[0037] 圖9是本發明實施例屯的結構示意圖。
[0038] 圖10是本發明實施例八的結構示意圖。
[0039] 圖11是本發明實施例九的局部結構示意圖。
[0040] 圖12是本發明實施例九的局部結構示意圖。
[0041] 圖13是本發明實施例十的局部結構示意圖。
[0042] 圖14是本發明實施例十的局部結構示意圖。
[0043] 圖15是本發明實施例十一的局部結構示意圖。
[0044] 圖16是本發明實施例十一的局部結構示意圖。
[0045] 圖17是本發明實施例十一的局部結構示意圖。
[0046] 圖18是本發明實施例十一的局部結構示意圖。
[0047] 圖19是本發明實施例十一的局部結構示意圖。
[0048] 圖20是本發明實施例十一的局部結構示意圖。
[0049] 圖21是本發明實施例十一的局部結構示意圖。
[0050] 圖22是本發明實施例十一的局部結構示意圖。
[0051] 圖中：1-力傳感器，11-探頭，2-電磁鐵，3-圓球，4-連接架，41-固定板，42-置物板， 51-底座，52-支架，53-連桿，61-細線，62-重鍵，7-圓筒，71-緩沖筒，72-頂出孔，43-上連接 架，44-下連接架，431-上刻度，441-下刻度，73-圓錐筒，731-上開口，732-下開口，74-沖擊 片，741-下壓片，81-齒條，82-凹槽，91-第一張緊輪，92-第二張緊輪，93-齒輪，94-延伸孔， 95-傳動帶，96-讀數開口，97-傳動裝置。
【具體實施方式】
[0052] 實施例一
[0053] 參見附圖1，多功能動力學研究裝置，包括:固定設置的、用于測量豎直向下拉力的 力傳感器1，其特征是：力傳感器1的探頭11固定連接固定板41，固定板41呈平板狀，且固定 板41所在平面為水平面，固定板41下表面固定連接電磁鐵2,電磁鐵2下端吸附有一個用于 下落的圓球3,圓球3由軟磁性材料制成，還包括豎直方向設置的連接架4,連接架4的上端和 固定板41固定連接，連接架4的下端固定連接置物板42，置物板42呈平板狀，置物板42所在 平面為水平面。圓球3的質量可W為50克。圓球3的質量可W為20克。
[0054] 力傳感器1屬于現有技術，力傳感器1是可W測量力的儀器，力傳感器1連接配套設 備可W采集到相關數據，最終WF-t圖像的形式表現出力隨時間的變化，常見的力傳感器1 的大多具有運樣的功能。力傳感器1有一個探頭11，對探頭11施加壓力或者拉力，會引起敏 感元件的相關參數發生變化，從而獲悉力隨時間如何變化。本發明所述的力傳感器1是指描 繪F-t圖像的力傳感器1。
[0055] 軟磁性材料是指:外界磁場存在時，軟磁性材料具有磁性，外界磁場撤去后，軟磁 性材料磁性消失。比如:鐵。相關領域技術人員應當知曉:允許有稍許剩磁，并且選用剩磁少 的材料可W減小誤差。
[0056] 一種測量重力加速的方法，其特征在于:所述方法應用于一種多功能動力學研究 裝置，所述裝置，包括：固定設置的、用于測量豎直向下拉力的力傳感器1，且：力傳感器1的 探頭11固定連接固定板41，固定板41呈平板狀，且固定板41所在平面為水平面，固定板41下 表面固定連接電磁鐵2,電磁鐵2下端吸附有一個用于下落的圓球3,圓球3由軟磁性材料制 成，還包括豎直方向設置的連接架4,連接架4的上端和固定板41固定連接，連接架4的下端 固定連接置物板42，置物板42呈平板狀，置物板42所在平面為水平面，
[0化7] 所述方法包括：
[005引第一步，給電磁鐵2通電，吸附圓球3,并保持圓球3靜止，測量圓球3自由落體的高 度為h;力傳感器1開始采集其所受拉力的數據，此時傳感器所