一種牛頓擺演示裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及展覽演示設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種牛頓擺演示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]牛頓擺為一種演示裝置，由多個(gè)球體由吊繩固定成排，當(dāng)其中一側(cè)的一個(gè)或多個(gè)球體被抬起釋放后，被抬起的球體在重力作用下撞擊未被抬起的球體，使位于另一側(cè)的與抬起數(shù)量相同的球體彈出，被彈出的球體回落后再次撞擊球體，使一側(cè)的球體也被彈出，兩側(cè)的球體被交替反復(fù)地彈出，形成牛頓擺運(yùn)動。
[0003]現(xiàn)有的牛頓擺都是通過人手動撥動一個(gè)或多個(gè)球體，抬起球體后再釋放球體，就使牛頓擺進(jìn)行牛頓擺運(yùn)動。然而，人手動撥動的這種方式僅能夠適用于小型的牛頓擺，對于科普展覽會上的大型牛頓擺來說，球體較重，人力無法再撥動球體，并且就算人能夠撥動球體，如果人在松開球體后不能夠及時(shí)離開球體擺動區(qū)域，也容易被球體撞擊而產(chǎn)生安全事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的牛頓擺需要人力撥動而無法啟動大型牛頓擺的缺陷以及解決人在撥動球體后容易被球體撞擊而產(chǎn)生安全事故的問題，從而提供一種無需人力撥動的安全性能好的牛頓擺演示裝置。
[0005]本發(fā)明提供一種牛頓擺演示裝置，包括支架，以及設(shè)置在所述支架上并且并排地設(shè)置的多個(gè)球體，所述球體能夠受外力作用而進(jìn)行牛頓擺運(yùn)動；
[0006]撥動機(jī)構(gòu)，具有撥動件，以及將動力源的動力傳動到所述撥動件的傳動機(jī)構(gòu);所述動力源通過所述傳動機(jī)構(gòu)帶動所述撥動件來抬升至少一個(gè)球體沿?cái)[動路徑到一定高度后松開抬升的球體使之撞擊未被抬升的球體；
[0007]控制機(jī)構(gòu)，用于控制所述撥動機(jī)構(gòu)抬升球體的數(shù)量和高度。
[0008]本發(fā)明的牛頓擺演示裝置，所述撥動機(jī)構(gòu)還具有支座，以及設(shè)置在所述支座上的用于引導(dǎo)所述撥動件在所述球體的擺動平面內(nèi)移動的第一軌道。
[0009]本發(fā)明的牛頓擺演示裝置，所述撥動件由與所述第一軌道滑動結(jié)合的第一滑塊，支承在所述第一滑塊上的撥桿，及設(shè)置在所述滑塊上受所述控制機(jī)構(gòu)控制來帶動所述撥桿動作來選擇抬升球體的數(shù)量和高度的驅(qū)動件構(gòu)成。
[0010]本發(fā)明的牛頓擺演示裝置，所述撥桿有兩根，兩根所述撥桿相互平行，所述驅(qū)動件能夠驅(qū)動所述撥桿相互遠(yuǎn)離或者靠近以調(diào)整兩根所述撥桿之間的距離。
[0011]本發(fā)明的牛頓擺演示裝置，所述第一軌道與水平面形成15-40°夾角。
[0012 ]本發(fā)明的牛頓擺演示裝置，還包括復(fù)位機(jī)構(gòu)，所述復(fù)位機(jī)構(gòu)具有:
[0013]受所述動力源驅(qū)動在阻尼位置與讓開位置之間移動的阻尼部件，在所述阻尼位置所述阻尼部件能夠制動所述球體的運(yùn)動。
[0014]本發(fā)明的牛頓擺演示裝置，所述復(fù)位機(jī)構(gòu)還包括，底座;設(shè)置在所述底座上的第二軌道;與所述第二軌道滑動地結(jié)合的第二滑塊，所述第二滑塊受所述動力源驅(qū)動沿所述第二軌道滑動;所述阻尼部件為一底端鉸接地在所述底座上的升桿;一連桿，一端鉸接在所述第二滑塊上，另一端鉸接在所述升桿的中間位置。
[0015]本發(fā)明的牛頓擺演示裝置，所述升桿的頂端上設(shè)置有用于緩沖與所述球體撞擊力的彈性緩沖件。
[0016]本發(fā)明的牛頓擺演示裝置，所述控制機(jī)構(gòu)，包括設(shè)置在所述支架一側(cè)控制臺，設(shè)置在所述控制臺上的控制件，人為操作控制件能夠控制所述撥動機(jī)構(gòu)抬升球體的數(shù)量和高度。
[0017]本發(fā)明的牛頓擺演示裝置，所述控制機(jī)構(gòu)還包括多個(gè)位置傳感器，每個(gè)位置傳感器對應(yīng)于靜止時(shí)兩個(gè)相鄰的兩個(gè)球體的中間位置及球體抬升的高度位置設(shè)置，所述第一滑塊運(yùn)動到相應(yīng)的所述位置傳感器時(shí)，所述位置傳感器控制所述動力裝置停止。
[0018]本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1.本發(fā)明牛頓擺演示裝置，通過設(shè)置撥動機(jī)構(gòu)來抬升球體，控制機(jī)構(gòu)來控制撥動機(jī)構(gòu)抬升球體的數(shù)量和高度，從而實(shí)現(xiàn)了對牛頓擺的擺動控制，不再需要人力來撥動球體，使球體的重量可以做得很重，并且人可以遠(yuǎn)離球體擺動區(qū)域來實(shí)現(xiàn)對牛頓擺運(yùn)動的控制，防止球體在運(yùn)行時(shí)撞擊到操作人，提高了安全性。
[0020]2.本發(fā)明牛頓擺演示裝置，第一軌道設(shè)置在所述球體的擺動平面內(nèi)，通過撥動件在第一軌道上運(yùn)動，就可以使撥動件到達(dá)撥動球體的位置，并且還可以根據(jù)需要撥動的球體的數(shù)量來選擇到達(dá)第一軌道上的位置。第一軌道嚴(yán)格控制撥動件的運(yùn)行位置和運(yùn)行方向。
[0021 ] 3.本發(fā)明牛頓擺演示裝置，將第一軌道33與水平面形成15-40°夾角。這樣，第一滑塊在第一軌道運(yùn)行時(shí)，除了能夠做出水平的位移，還能夠做出垂直位移，方便撥桿撥動球體。
[0022]4.本發(fā)明牛頓擺演示裝置，通過設(shè)置復(fù)位機(jī)構(gòu)可以使球體在需要時(shí)停止牛頓擺運(yùn)動，以方便參觀者能夠快速更換牛頓擺演示裝置的演示形式。
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發(fā)明【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對【具體實(shí)施方式】或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式的牛頓擺演示裝置的立體圖；
[0025]圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式的牛頓擺演示裝置的俯視圖；
[0026]圖3是本發(fā)明一種實(shí)施方式的支架和球體的立體圖；
[0027]圖4是本發(fā)明一種實(shí)施方式的撥動機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)的立體圖。
[0028]其中:1-支架;2-球體;3-撥動機(jī)構(gòu);31-支座;32-動力裝置;33-第一軌道;34-第一滑塊;35-撥桿;4-控制機(jī)構(gòu)；41-控制臺；42-手柄;43-位置傳感器;5-復(fù)位機(jī)構(gòu)；51-驅(qū)動裝置;52-第二軌道;53-第二滑塊;54-連桿;55-升桿。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0030]參見圖1-4，本實(shí)施例提供一種牛頓擺演示裝置，包括支架1、撥動機(jī)構(gòu)3以及控制機(jī)構(gòu)4。在所述支架I上并排地設(shè)置多個(gè)球體2，所述球體2能夠受外力作用而進(jìn)行牛頓擺運(yùn)動;所述撥動機(jī)構(gòu)3，具有撥動件，以及將動力源的動力傳動到所述撥動件的傳動機(jī)構(gòu);所述動力源通過所述傳動機(jī)構(gòu)帶動所述撥動件來抬升至少一個(gè)球體2沿?cái)[動路徑到一定高度后松開抬升的球體2使之撞擊未被抬升的球體2 ；所述控制機(jī)構(gòu)4，用于控制所述撥動機(jī)構(gòu)3抬升球體的數(shù)量和高度。
[0031]其中，所述撥動機(jī)構(gòu)3具有支座31，以及設(shè)置在所述支座31上的用于引導(dǎo)所述撥動件在所述球體2的擺動平面內(nèi)移動的第一軌道33。
[0032]所述撥動件由與所述第一軌道33滑動結(jié)合的第一滑塊34，支承在所述第一滑塊34上的撥桿35，及設(shè)置在所述滑塊34上受所述控制機(jī)構(gòu)4控制來帶動所述撥桿35動作來選擇抬升球體的數(shù)量和高度的驅(qū)動件構(gòu)成。
[0033]所述撥桿35有兩根，兩根所述撥桿35相互平行，所述驅(qū)動件能夠驅(qū)動所述撥桿35相互遠(yuǎn)離或者靠近以調(diào)整兩根所述撥桿35之間的距離。
[0034]所述第一軌道33與水平面形成15°夾角。
[0035]使用中，上述牛頓擺演示裝置，通過設(shè)置撥動機(jī)構(gòu)3來抬升球體，控制機(jī)構(gòu)4來控制撥動機(jī)構(gòu)3抬升球體的數(shù)量和高度，從而實(shí)現(xiàn)了對牛頓擺的擺動控制，不再需要人力來撥動球體，使球體2的重量可以做得很重，并且人可以遠(yuǎn)離球體2擺動區(qū)域來實(shí)現(xiàn)對牛頓擺運(yùn)動的控制，防止球體2在運(yùn)行時(shí)撞擊到操作人，提高了安全性。
[0036]第一軌道33設(shè)置在所述球體2的擺動平面內(nèi)，通過撥動件在第一軌道33上運(yùn)動，就可以使撥動件到達(dá)撥動球體2的位置，并且還可以根據(jù)需要撥動的球體2的數(shù)量來選擇到達(dá)第一軌道33上的位置。第一軌道33嚴(yán)格控制撥動件的運(yùn)行位置和運(yùn)行方向。通過第一滑塊34在第一軌道33上進(jìn)行滑動，從而調(diào)整撥桿35的位置，進(jìn)而可以使撥桿35到達(dá)撥動球體2的位置，并且還可以根據(jù)需要撥動的球體2的數(shù)量來選擇到達(dá)的位置。
[0037]當(dāng)需要撥動球體2時(shí)，兩根平行撥桿35相互靠近而小于球體2的半徑，因而球體2可以在兩根撥桿35之間，在撥桿35的帶動下而被抬升，球體2被帶動到所需高度后，再使兩根平行撥桿35相互遠(yuǎn)離而大于球體2的半徑，使球體2能夠從兩根撥桿35之間通過，從而放開被抬升的球體2。
[0038]將第一軌道33與水平面形成夾角。這樣，第一滑塊34在第一軌道33運(yùn)行時(shí)，除了能夠做出水平的位移，還能夠做出垂直位移，方便撥桿35撥動球體2，適合的夾角除了本實(shí)施例中的15°外，還可以采用20°、25。、30。、40。等。
[0039]作為一種變形，所述第一軌道33完全可以設(shè)