【申请号：201410307605.5；申请人：浙江工业大学；发明人：曾文韬、李环辉、夏航】

摘要：
本发明公开了一种理论力学速度瞬心法的教具，包括支架和设置在支架上的调速装置、检测装置以及运动装置，所述的支架上沿长度方向上设有一横杆；所述的调速装置由第一电机、第二电机和用于调整角速度的直流调速器构成，所述的第一电机和第二电机固定安装在所述的横杆两侧的支架上，所述的直流调速器固设在支架一端并与所述的第二电机控制连接；所述的运动装置由第一同步带、第二同步带、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第四同步轮以及中心同步轮组成，所述的第一同步轮和第二同步轮分别与第一电机、第二电机传动连接；所述的第一同步带与第二同步带的运动方向相反；所述的检测装置安装在所述的中心同步轮上用于检测中心同步轮的运动时间。

要求：
1 ．一种理论力学速度瞬心法的教具，其特征在于：包括支架和设置在支架上的调速装置、检测装置以及运动装置，所述的支架上沿长度方向上设有一横杆；所述的调速装置由第一电机、第二电机和用于调整角速度的直流调速器构成，所述的第一电机和第二电机固定安装在所述的横杆两侧的支架上，所述的直流调速器固设在支架一端并与所述的第二电机控制连接；所述的运动装置由第一同步带、第二同步带、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第四同步轮以及中心同步轮组成，所述的第一同步轮和第二同步轮分别设置在第一电机、第二电机的上方并且分别与第一电机、第二电机传动连接；所述的第三同步轮设置在沿横杆长度方向上的支架上，与第一同步轮同侧；所述的第四同步轮设置在沿横杆长度方向上的支架上，与第二同步轮同侧；所述的第一同步轮和第三同步轮通过第一同步带连接，所述的第二同步轮和第四同步轮通过第二同步带连接；所述的中心同步轮设置在所述的横杆上，所述的横杆构成中心同步轮的运动轨道，且所述的中心同步轮分别与所述的第一同步带和第二同步带触接；所述的第一同步带与第二同步带的运动方向相反；所述的检测装置安装在所述的中心同步轮上用于检测中心同步轮的运动时间。
2 ．如权利要求 1 所述的一种理论力学速度瞬心法的教具，其特征在于：所述的检测装置为光电开关，所述的光电开关安装在所述的中心同步轮上用于检测中心同步轮的运动时间。
3 ．如权利要求 1 或 2 所述的一种理论力学速度瞬心法的教具，其特征在于：所述的第三同步轮和第四同步轮分别通过第一轴承座、第二轴承座固定安装在支架上。

技术领域
本发明涉及一种理论力学速度瞬心法的教具，属于教具领域。

背景技术
速度瞬心法是理论力学当中一个应用性较强的知识点，是动力学当中的重要基础理论之一，在诸多生活和工程领域中有着广泛的应用。但这个理论似乎比较抽象，真正掌握也比较困难。由于过去理论力学基本上没有针对速度瞬心法的实验课，工科学生学习这门理论觉得比较枯燥，影响学习效果。

发明内容
为了克服现有理论力学上缺少针对速度瞬心法的实验课、学生学习该知识点时理解困难、学习效果差等缺点，本发明提供能够帮助学生理解和掌握速度瞬心法的知识点的理论力学速度瞬心法的教具。
本发明采用的技术方案是：
一种理论力学速度瞬心法的教具，其特征在于：包括支架和设置在支架上的调速装置、检测装置以及运动装置，所述的支架上沿长度方向上设有一横杆；
所述的调速装置由第一电机、第二电机和用于调整角速度的直流调速器构成，所述的第一电机和第二电机固定安装在所述的横杆两侧的支架上，所述的直流调速器固设在支架一端并与所述的第二电机控制连接；
所述的运动装置由第一同步带、第二同步带、第一同步轮、第二同步轮、第三同步轮、第四同步轮以及中心同步轮组成，所述的第一同步轮和第二同步轮分别设置在第一电机、第二电机的上方并且分别与第一电机、第二电机传动连接；所述的第三同步轮设置在沿横杆长度方向上的支架上，与第一同步轮同侧；所述的第四同步轮设置在沿横杆长度方向上的支架上，与第二同步轮同侧；所述的第一同步轮和第三同步轮通过第一同步带连接，所述的第二同步轮和第四同步轮通过第二同步带连接；所述的中心同步轮设置在所述的横杆上，所述的横杆构成中心同步轮的运动轨道，且所述的中心同步轮分别与所述的第一同步带和第二同步带触接；所述的第一同步带与第二同步带的运动方向相反；
所述的检测装置安装在所述的中心同步轮上用于检测中心同步轮的运动时间。
进一步，所述的检测装置为光电开关，所述的光电开关安装在所述的中心同步轮上用于检测中心同步轮的运动时间。
进一步，所述的第三同步轮和第四同步轮分别通过第一轴承座、第二轴承座固定安装在支架上。
本发明中，第一同步带和第二同步带分别提供速度 v ，和 vZ ，其中 v ，恒定， vZ 可调。 v ，和 vZ 合成中心同步轮的速度 v3 。学生事先运用速度瞬心法计算，再利用直流调速器调节 vZ 到合适的速度，使得中心同步轮在一定时间内完成额定行程。通过光电开关来检测最终中心同步轮的运动时间，可以验证学生提供的速度是否正确。

本发明的有益效果在于：本发明让学生利用速度瞬心法计算出目标速度，使学生理解和掌握速度瞬心法的知识点，可以在工科院校在开设理论力学实验课时推广应用。

附图说明

图 1 是本发明整体结构示意图。

具体实施方式
参照图 1 ，一种理论力学速度瞬心法的教具，包括支架 1 和设置在支架 1 上的调速装置、检测装置以及运动装置，所述的支架 1 上沿长度方向上设有一横杆 14 ;
所述的调速装置由第一电机 4 、第二电机 10 和用于调整角速度的直流调速器 8 构成，所述的第一电机 4 和第二电机 10 固定安装在所述的横杆 14 两侧的支架 1 上，所述的直流调速器 8 固设在支架一端并与所述的第二电机 10 控制连接；
所述的运动装置由第一同步带 3 、第二同步带 11 、第一同步轮 2 、第二同步轮 9 、第三同步轮 6 、第四同步轮 12 以及中心同步轮 5 组成，所述的第一同步轮 2 和第二同步轮 9 分别设置在第一电机 4 、第二电机 10 的上方并且分别与第一电机、第二电机传动连接；所述的第三同步轮 6 设置在沿横杆 14 长度方向上的支架上，与第一同步轮 2 同侧；所述的第四同步轮 12 设置在沿横杆长度方向上的支架上，与第二同步轮 9 同侧；所述的第一同步轮 2 和第三同步轮 6 通过第一同步带 3 连接，所述的第二同步轮 9 和第四同步轮 12 通过第二同步带 H 连接；所述的中心同步轮 5 设置在所述的横杆 14 上，所述的横杆 14 构成中心同步轮 5 的运动轨道，且所述的中心同步轮 5 分别与所述的第一同步带 3 和第二同步带 H 触接；所述的第一同步带 3 与第二同步带 H 的运动方向相反；
所述的检测装置安装在所述的中心同步轮 5 上用于检测中心同步轮的运动时间。
进一步，所述的检测装置为光电开关，所述的光电开关安装在所述的中心同步轮 5 上用于检测中心同步轮的运动时间。
进一步，所述的第三同步轮 6 和第四同步轮 12 分别通过第一轴承座 7 、第二轴承座 13 固定安装在支架 1 上。
本发明中，第一同步带 3 和第二同步带 H 分别提供速度 v ，和 vZ ，其中 v ，恒定， VZ 可调。 v ，和 vZ 合成中心同步轮的速度 v3 。学生事先运用速度瞬心法计算，再利用直流调速器调节 vZ 到合适的速度，使得中心同步轮在一定时间内完成额定行程。通过光电开关来检测最终中心同步轮的运动时间，可以验证学生提供的速度是否正确。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。