[发明专利]一种新型角动量守恒演示与定量测定实验仪

说明书

技术领域

本发明专利涉及实验仪，尤其涉及一种新型角动量守恒演示与定量测定实验仪。

背景技术

物理实验室现有角动量守恒演示仪，均是被动演示，主要演示形式有：第一，手推式，即是用手将手握柄拉下时，转动连杆与钢球距转轴距离最大(状态1)，人为让转动连杆与钢球快速转动，然后，用手抓住握柄上推，使转动连杆与钢球距转轴距离减小(状态2)，状态1较状态2转动系统转动惯量大，由于转动系统合外力矩为零，角动量守恒，所以末状态(状态2)转动系统角速度增大，即转速加快；第二，演示角动量守恒的方法是，一人坐在椅子上两只手拿上哑铃，让椅子转动起来，通过伸缩两只拿着哑铃手的臂来演示椅子转动的快慢，即若两只臂伸展转动变慢，两只手臂缩回转动加块；第三：一人站在一能够自由转动的转盘上，手举以能够自由转动的转轮，然后，转动被举起的转轮，自由转盘就会产生与转轮转动方向相反的转动。基于此，发明者发明了既可以演示，又能定量测量来证明角动量守恒的实验仪器，于2016年9月28日已经申请到专利号为：ZL 201521032868.6的“角动量守恒演示与定量测定实验仪”。但是，该实验仪在具体使用时还是不太方便，尤其是电机供电线、转动系统传输线均布局在空心转筒外面，以及光电门、导电环与导电刷分别设计在底座与下圆盘下表面，不仅仪器结构复杂凌乱，而且操作起来非常不方便。

发明内容

为了克服现有技术不足，本发明提供了一种结构合理的新型角动量守恒演示与定量测定实验仪。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

这种新型角动量守恒演示与定量测定实验仪，包括支撑腿、底座、调平水平泡、固定空心支撑柱、下轮轴、上轮轴、空心中心转轴、空心转筒、光电门、正极导电刷、负极导电刷、圆形小电机、转盘、电机转轴、电机传输总线、传输线、传输线和电控箱；

底座下设置三个调平支撑腿，底座上设置有调平水平泡，底座中心设置固定空心支撑柱，在固定空心支撑柱中间设置空心中心转轴，在空心中心转轴上端固定连接空心中心转轴支撑柱，空心中心转轴支撑柱由下到上依次相间固定安装光电门、正极导电刷和负极导电刷，正极导电环采用两个绝缘柱与正极导电刷对应固定于空心转筒上，负极导电环采用两个绝缘柱与负极导电刷对应固定在空心转筒上，分别从正极导电环与负极导电环下端焊接两根导线穿过空心转筒眼位至空心转筒外表，紧贴空心转筒外表与圆形小电机正负接线柱连接；

圆形小电机固定在空心转筒上端，在圆形小电机轴承上固定有转盘；空心转筒与空心转轴是采用上轮轴和下轮轴转动连接，上轮轴的内缘与下轮轴内缘分别与空心转轴外表面固定连接，上轮轴的外缘与下轮轴的外缘分别与空心转筒内表面固定连接，此时，挡光杆能够自由通过发射光电门与接收光电门间挡光，正极导电刷的接触电刷与正极导电环吻合接触，负极导电刷的接触电刷与负极导电环吻合接触；

电控箱通过输电线为正极导电刷和负极导电刷导电，正极导电刷的接触电刷在正极导电环上滑动导电，负极导电刷的接触电刷在负极导电环上滑动导电，为圆形小电机供电，圆形小电机带动转盘转动；

空心转筒连同固定在其内侧的正极导电环与负极导电环一起转动，正极导电刷和负极导电刷分别与正极导电环和负极导电环滑动接触导电。

作为优选：所述光电门的发射光电门传输线和接收光电门传输线经电机供电传输线、电机供电传输线汇入总电缆进入电控箱。

本发明具有以下的特点和有益效果：

1、该发明专利是对专利号为：ZL 201521032868.6的“角动量守恒演示与定量测定实验仪”专利弊端具有针对性地进行了改进。改进部位涉及：(1)电机供电线；(2)转动系统传输线的布局；(3)光电门、导电环与导电刷的位置与大小；

2、改进后的新型实验仪直接拆除了下轮盘，实验仪整体既轻巧，又节省了材料；

3、新型实验仪已将底座上内外导电环及下轮盘下表面导电刷及光电门，分别移改装至中心转轴支撑柱与空心转筒间，既安全，外观整体又美观漂亮；

4、采用了空心中心转轴支撑柱与空心中心转轴不同直径，以实现能将圆环导电刷与光电门安装在空心中心转轴上，而将正极导电环、负极导电环与挡光杆安装在空心转筒内侧，来实现光电信息传输，可谓十分巧妙；

5、如上所述，改进后的“新型角动量守恒与定量测定实验仪”，较前发明的实验仪，光电信息传输布局更加合理。

附图说明

图1为角动量守恒与定量测定实验仪全图。

图2为空心转筒、上下轮轴外缘与电机连接结构。