[发明专利]隐形线接触式复摆制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种无扭动复摆，特别涉及一种隐形线接触式复摆制作工艺。

背景技术

目前公知的复摆由两部分构成：一是摆杆，二是支架，其中摆杆的外形是一块长方形金属板，板上沿纵向中心线分布着数十个圆形通孔。实验中是将摆杆的孔套在支架上方一个横向安置的三棱柱上，摆杆孔的顶部则与三棱柱上方的棱结合，当摆杆下端被拉离平衡位置释放后，摆杆就开始摆动。根据实验原理，这种摆动必须是一种竖直平面内的平稳摆动，以此测出的重力加速度的误差将趋于最小。然而现实是：由于摆杆厚达5mm，所以摆杆孔与三棱柱的结合就是两条直线的结合。由于支架的竖直度调节的判断标准是依赖其底座上的一个气泡室结构的水平仪，这种水平仪的准确度则完全依赖于水平仪的准确安装，然而由于这种结构的水平仪的自身缺陷，所以不可能准确安装，即使是准确安装，那也只反映底座的水平度，而并不代表支架上方三棱柱的水平度，因为这其中还涉及支架立柱与底座的结合以及三棱柱与其基座的结合的准确度，由于上述原因，即使是气泡室中的气泡居中，却并不代表三棱柱上方棱处于水平，所以实际效果是：学生花了大量的时间将气泡调至正中，而三棱柱上方的棱却并不水平，从而造成摆杆孔的顶与三棱柱上方棱的接触并不是理想的线接触，而是一种点接触。重要的是此接触点并不处于摆杆孔顶的中心点，而是处于孔顶的某一端头，在这种情况下悬挂的摆杆就不可能处于竖直状态，所以一旦摆动起来，就不可避免地出现明显的扭动，最终造成较大的测量误差。本申请人于2006年11月1日分别申请了三项防止复摆摆杆扭动的技术方案申请号分别为200610022164.X；200610022160.1；200610022157.X，这三个方案的共同点是让复摆摆杆孔与转轴的接触点处于摆杆孔壁的中点处，使处于悬挂的摆杆在静态下处于竖直，从而消除了产生扭动的一个重要因素。但是长期的教学实践表明，上述方案对于有操作经验的教师是可行的，而许多学生由于在将摆杆拉离平衡位置时牵引方向上控制不当，产生了偏斜，所以摆杆被释放后仍然有扭动现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种隐形线接触式复摆制作工艺。

本发明的目的是这样实现的：在复摆支架立柱的顶端设置一块平板，平板的长、宽、厚分别为18cm、8cm和0.5cm，平板通过板上的通孔套在支架立柱上并用螺帽予以固定，使平板的板面与立柱垂直，平板上与立柱相配合的孔的中心与平板的一端的端头和平板的两侧边的距离都是4cm，在距平板另一端面2.5cm处画一平行于该端面的横线，再以此横线为中心线，在平板上开一道宽1.5cm的缺口，此缺口的底面与平板的另一完整侧面的距离为1cm，然后再制作一个与平板缺口形状相同、厚度1cm，缺口三方的宽度均为1cm的缺口附件，在缺口附件上于缺口两侧面中心点分别各开一个M4的螺纹通孔，取两根长2.5cm的M4的螺钉，将螺钉前端5mm的长度部分通过车削或磨削的方式将其直径缩至2mm，再将此段加工成锥尖，然后将前述含锥尖的螺钉自缺口附件上两外侧螺孔旋入，使两锥尖尖端相距6mm～7mm，接着用铆钉将缺口附件铆合在平板上，并使缺口附件的缺口与平板上的缺口对正，复摆摆杆的长、宽、厚分别为60cm、2cm、0.5cm，摆杆上的孔均为盲孔且处于摆杆两宽面的纵向中心线上，盲孔的孔间距均为2cm，盲孔为锥形孔，其深度为1.5mm、口部直径为1mm，摆杆两侧宽面相对应的盲孔的顶端分别对正，当摆杆置入前述缺口中后，让锥形盲孔对准缺口附件两侧的锥尖，再旋动一侧锥尖螺杆，直到两锥尖都进入到锥形盲孔为止。

采用上述方案能收到如下显著效果：

1.当缺口附件上的两锥尖分别顶在摆杆两面的锥形盲孔中时，从表面上看，摆杆与两锥尖的接触为两点式接触，但实质上却收到线式接触的效果，这条线虽然看不见，但实质上这条线就是两锥形盲孔顶点之间的隐形连线。由于是稳定的线接触，这就赋予复摆抗扭动的能力，即使学生将摆杆拉离平衡位置时有偏斜，但释放摆杆后，摆杆能5秒钟内实现自动纠偏。另一方面，由于摆杆与两锥尖的接触仅为两点，所以能使摆杆与锥尖之间的阻尼扭矩达到最小，从而能确保摆杆必要的摆动周期数。

2.由于摆杆孔由公知的通孔改为表浅型点状盲孔，从而既减少摆杆的机械加工量，更重要的是大幅度增加了摆杆单位长度的质量，从而增加了摆杆自由摆动的周期数，这为提高周期测量的准确度奠定了基础。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述。

在复摆支架立柱的顶端设置一块平板，平板的长、宽、厚分别为18cm、8cm和0.5cm，平板通过板上的通孔套在支架立柱上并用螺帽予以固定，使平板的板面与立柱垂直，平板上与立柱相配合的孔的中心与平板的一端的端头和平板的两侧边的距离都是4cm，在距平板另一端面2.5cm处画一平行于该端面的横线，再以此横线为中心线，在平板上开一道宽1.5cm的缺口，此缺口的底面与平板的另一完整侧面的距离为1cm，然后再制作一个与平板缺口形状相同、厚度1cm，缺口三方的宽度均为1cm的缺口附件，在缺口附件上于缺口两侧面中心点分别各开一个M4的螺纹通孔，取两根长2.5cm的M4的螺钉，将螺钉前端5mm的长度部分通过车削或磨削的方式将其直径缩至2mm，再将此段加工成锥尖，然后将前述含锥尖的螺钉自缺口附件上两外侧螺孔旋入，使两锥尖尖端相距6mm～7mm，接着用铆钉将缺口附件铆合在平板上，并使缺口附件的缺口与平板上的缺口对正，复摆摆杆的长、宽、厚分别为60cm、2cm、0.5cm，摆杆上的孔均为盲孔且处于摆杆两宽面的纵向中心线上，盲孔的孔间距均为2cm，盲孔为锥形孔，其深度为1.5mm、口部直径为1mm，摆杆两侧宽面相对应的盲孔的顶端分别对正，当摆杆置入前述缺口中后，让锥形盲孔对准缺口附件两侧的锥尖，再旋动一侧锥尖螺杆，直到两锥尖都进入到锥形盲孔为止。